In industrial environments workers can be prone to dangerous situations that may cause harm. In order to prevent accidents and fulfill legislative requirements for safe working condition, a safety system can be needed to be installed in place. In an attempt to bring a principal improvement in the safety standards offered by conventional systems in existence, a radar sensor is proposed for the detection of dangerous situations. This thesis explores the limiting performance of the radar sensor in an industrial safety system. The radar sensor is an FMCW mode MIMO radar and we develop a model to simulate the radar sensor based on its hardware design. The model is utilized to deduce and analyze the performance limits of the radar sensor, by using a Finite Element Method to determine the electromagnetic scattering response of a target in the operating frequency band, 60-64 GHz. Appropriate dielectric and magnetic properties of human tissue is assigned to obtain accurate scattering responses of a human body target. The performance analysis is done by comparing the reflection from various protruding body parts, with the reflection from the torso, over a wide range of postures of the body. Further, CFAR, a common form of detection algorithm is applied on a few of the postures to detect a protruding part the body. Finally, a discussion on the limited performance is made, and potential methods to enhance the performance of the radar sensor in an industrial safety system are suggested. / I industriella miljöer kan arbetare utsättas för farliga situationer vilka kan orsaka skador. För att förhindra olyckor och uppfylla lagstadgade krav för säkra arbetsförhållanden kan säkerhetssystem behöva installeras på plats. I ett försök att åstadkomma en förbättring av de säkerhetsstandarder som erbjuds av konventionella system föreslås en radarsensor för att detektera farliga situationer. Denna avhandling undersöker möjliga begränsningar i prestanda hos en radarsensor, vilken ingår som komponent i ett industriellt säkerhetssystem. Radarsensorn är en MIMO-radar, som arbetar i FMCW-mod, och vi utvecklar en modell för att simulera radarsensorn utgående ifrån dess hårdvarudesign. Modellen används för att härleda och analysera begränsningar i prestanda hos radarsensorn, genom att med hjälp av finita elementmetoden beräkna spridningen av elektromagnetiska vågor från ett radarmål i frekvensbandet 60-64 GHz. Tillämpliga dielektriska och magnetiska egenskaper hos mänsklig vävnad har använts för att erhålla tillförlitliga data på spridningsresponsen för människokroppen. Prestandaanalysen görs genom att jämföra reflektionen från olika utskjutande kroppsdelar med reflektionen från bålen över ett stort antal kroppshållningar. Vidare, CFAR, en vanlig form av detektionsalgoritm tillämpas på några av hållningarna för att detektera utskjutande delar av kroppen. Avslutningsvis diskuteras begränsningarna i prestandan och potentiella metoder för att förbättra radarsensorns prestanda i ett industriellt säkerhetssystem föreslås.

Ultrasonic measurements of the preload in bolted joints is a very accurate method since it does not depend on the friction and other factors which cause difficulties for common methods. The ultrasonic method works by emitting an ultrasonic pulse into the bolt which is reflected at the end and returned to the transducer, the change in the time of flight (TOF) can be related to the elongation of the bolt and therefore the preload. One must account for the acoustoelastic effect which is the change in sound speed due to an initial stress state. The goal of this thesis project was to implement a Murnaghan hyperelastic material model in order to account for the acoustoelastic effect when conducting a numerical simulation using the finite element method (FEM). An experiment was also performed to validate the numerical simulation. The DeltaTOF as a function of a tensile force was obtained for an M8 and M10 test piece from the experiment. The material model was implemented by creating a user subroutine written in Fortran for the explicit solver Radioss. Hypermesh was used to set-up the numerical simulation. The material model has shown an expected behavior with an increased sound speed with compressive stresses and a decreased speed with tensile stresses. The numerical simulation showed a good correspondence to the experimental results. / Ultraljudsmätning av klämklraften i skruvförband är en väldigt noggrann metod eftersom att metoden inte påverkas av friktion eller andra faktorer som innebär svårigheter för vanliga metoder. Ultraljudsmetoden fungerar genom att skicka in en ultraljudsvåg i skruven som reflekteras i botten och återvänder tillbaka till sensorn. Skillnaden i tiden för ekot att återvända kan relateras till förlängningen av skruven och därmed klämkraften. Det är viktigt att ta hänsyn till den akustoelastiska effekten, som är fenomenet där ljudhastigheten av en våg i en solid förändras med spänningstillståndet. Målet med det här arbetet är att implementera en hyperelastisk Murnaghan modell som tar hänsyn till den akustoelastiska effekten med FEM simuleringar. Ett experiment har också genomförts för att validera beräkningsmodellen. Tidsfördröjningen som en funktion av förspänningskraften togs fram för ett M8 och M10 provobjekt. Murnaghans hyperelastiska materialmodell implementerades genom att skapa ett användar material skriven i programmeringsspråket Fortran för den explicita lösaren Radioss. Hypermesh användes för att ställa upp FEM simuleringen. Materialmodellen har visat ett väntat beteende med en ökad ljudhastighet med tryckspänningar och minskad ljudhastighet med dragspänningar. Beräkningsmodellen visade en god överenstämmelse med resultatet från experimentet.

Hypoid gears have been used extensively in automobiles, aerospace, marine and other applications for decades. The special advantages of hypoid gears come with inherent contact complexities of varying curvature and sliding in both profile and lengthwise direction. Spalling failure is catastrophic and needs to be addressed with deeper roots in gear design. Analytical methods present several limitations. Iterative development from experimentation is expensive and time consuming with different nonlinear parameters difficult to interpret. This thesis aims to develop a method to calculate contact fatigue life for initiation of spalling using finite element methods. Experiments have played a major role in understanding the causal factors for failure, determining the fatigue life and to study the major system design parameters. A failure analysis of the fractured flank is performed. It clarified the design causal factors for failure and the mechanism of failure. Pinion being the vulnerable part is the focus of this thesis, a finite element model was developed on ANSOL HFM and the residual stresses were superposed on MSC Marc. A finite element fatigue analysis is performed on FEMFAT and the component fatigue life is determined. The calculated fatigue life is compared with physical testing results using Weibull statistical analysis in combination with probabilistic bearing life models to formulate emphatical correlation methods. The goal of this thesis is to establish a method to estimate fatigue life by taking up example of computing subsurface fatigue life of a hypoid pinion. The influence factors like the method of contact analysis, different types of residual stresses due to case hardening and shot peening, fatigue criteria, friction, material properties are studied in this thesis to develop a conscience for the methodology to computing contact fatigue life. The bulk material properties based on hardness represented fatigue properties more accurately. Scaled normal stress in critical plane fatigue criteria was found more suitable for contact analysis with pre-stresses and multi-axial non-proportional contact stress state on FEMFAT. Finite element based contact analysis method was found to be more suitable for subsurface fatigue life estimation despite the inherent advantages of the hybrid surface integral method and its accurate representation of friction. It was found that inclusion of friction in model did not change the fatigue life significantly, showing that the influence of hardness, surface topographies lubrication and contact temperature on shear stresses are too large to be neglected. Contact fatigue life increased by a factor of 4.4 times due to shot peening of gears in comparison with case hardening indicating the influence of residual stresses. For the estimation of fatigue life at the initiation of failure, a complete correlation with the fatigue test results could not be achieved and reasons for deviations were clearly identified. The area of damage indicated by this computation method correlated with the damage observed during tests. The observations and calculations indicated premature failure of pinion with explanation of mechanism of failure of pinion flank using contact conditions. / Hypoidväxlar har använts i stor utsträckning i bilar, flyg-, marin- och andra applikationer under årtionden. De speciella fördelarna med hypoidväxlar kommer med inneboende kontaktkomplexitet med varierande krökning och glidning i både profil och längdriktning. Spallingfel är katastrofala och måste hanteras med grundlig redskapsdesign. Analytiska metoder har flera begränsningar. Iterativ utveckling baserad på experiment är dyrt och tidskrävande med olika icke-linjära parametrar som är svåra att tolka. Denna avhandling syftar till att utveckla en metod för att beräkna kontaktutmattningslivslängden för initiering av spalling med finitaelementmetoden. Experiment har spelat en viktig roll för att förstå orsaksfaktorerna för fel, bestämma utmattningslivslängden och för att studera de viktigaste systemdesignparametrarna. En felanalys av den skadade kuggflanken utfördes, vilket förtydligade felens orsaksfaktorer och den underliggande felmekanismerna. Driften är fokus för denna avhandling, en finitaelementmodell utvecklades med ANSOL-HFM och restspänningarna överlagrades med FEM-verktyget MSC-Marc. En slutlig elementutmattningsanalys utfördes med FEMFAT och komponentens utmattningstid bestämdes. Den beräknade utmattningslivslängden korrelerades med fysiska provningsresultat genom att tillämpa statistisk Weibullanalys i kombination med probabilistiska livslängdsmodeller. Målet med denna avhandling är att utveckla en metod för att uppskatta utmattningslivslängden och att tillämpa metoden för att beräkna bulkmaterialets utmattningslivslängd för ett hypoidrev. Påverkningsfaktorer som metoden för kontaktanalys, olika typer av restspänningar på grund av ythärdning och kulblästring, utmattningskriterier, friktion, materialegenskaper studeras i denna avhandling för att utveckla denna metod för att prediktera kontaktutmattningslivslängden. Bulkmaterialegenskaperna för hårdhet representerade utmattningsegenskaperna mera exakt. Skalad normalspänning i kritiska planutmattningskriterier befanns vara mer lämplig för kontaktanalys med förspänningar och multi-axiell icke-proportionell kontaktspänningsstatu än andra egenskaper med FEMFAT. Metodbaserad kontaktanalysmetod visade sig vara mer lämplig för uppskattning av ytutmattningslivslängd trots de inneboende fördelarna med hybridytaintegralmetoden och dess mera exakta friktionsrepresentation. Det visade sig att inkludering av friktion i modellen inte markant förändrade livslängden, vilket visade att påverkan av hårdhet, smörjning av ytorna och kontakttemperatur på skjuvspänningarna är för stor för att försummas. Kontaktutmattningslivslängden ökade med en faktor 4,4 gånger på grund av kugghjulning jämfört med ythärdning, vilket indikerar restspänningspåverkan. För att uppskatta utmattningslivslängden vid inledningen av ytfel kunde en fullständig korrelation med utmattningstestresultaten inte uppnås och orsakerna till avvikelser identifierades tydligt. Det skadade område som indikeras av denna beräkningsmetod korrelerade väl med den skada som observerades under testerna. Observationerna och beräkningarna indikerade tidigt fel i kuggen med förklaring av mekanismen för fel hos kuggflanken med hjälp av aktuellt kontaktförhållande.

Experimental validations are widely used for studying dynamic structural behaviors and these studies involve defining the structures completely as being used in real time. While in numerical simulations such detailed features are not specified to ease the computation, thereby deviating from accurate results. Hence experimental validations are more desired in product developments process. Applications of experimental verification for noise and vibration (referred to as NVH inautomotive industry) are expanding over the last few decades. Researchers are exploring ways to predict the responses on the new receiver using receiver independent forces, which led to evolution of component based TPA (Transfer Path Analysis) concept. The Component based TPA concept is an important development in automotive industry. It allows the auto manufacturers to make use of their available subsystems (like motor or a gearbox) in their newly developing vehicles. This has been made possible by defining the dynamic forces exerted by the source independent of receiving structure, which are then used to predict the responses on the new receiver. Evaluation of such receiver independent forces allows measurements to be made in a test rig rather than in the vehicle. This indeed helps in better communication between different departments or between suppliers and vehicle manufacturers, saves design iterations and time, and would help vehicle manufactures to predict the vehicle structural behaviors much before the first prototype is made. The method is based on the international standard ISO 20270:2019 (en) Acoustics – Characterization of sources of structure-borne sound and vibration – indirect measurement of blocked forces. The thesis is based on evaluating the source characterized forces that are used for predicting responses on a new receiving structure. For this, different methods in TPA are explored and for the rear drive unit application, in-situ method is chosen. The source characterized forces also termed as blocked forces are computed in different test set up and a validation check is performed. The obtained results are also compared with FEM and useful conclusions are drawn. And finally contact forces evaluated by integrating the subsystems are compared to the contact forces derived from the source characterized forces. / Experimentell verifiering av dynamiska krafter och vibrationer som uppkommer i fordon innebär mätning av tids-, frekvens- och/eller varvtalsberoende kvantiteter. Numeriska beräkningar har utvecklats till en hög nivå, men kan ännu inte beskriva alla förlopp och detaljer som förekommer i de verkliga processerna. På grund av detta krävs det fortfarande mätningar som en del av produktionsutvecklingen. Valideringsmetoder för ljud och vibrationer har utvecklats mycket desenaste decennierna, och ett mål har varit att utveckla mätmetoder där de uppmätta krafterna från en komponent som bidrar till buller kan mätas på ett sätt som inte beror på den testrigg eller det fordon den mäts i. Komponentbaserad TPA Transfer Path Analysis är en analysmetod som är viktig inom fordonsindustrin. Den gör det möjligt för en tillverkare att använda modeller av existerande komponenter (t.ex. motorer eller växellådor) i modeller för nya fordon. En grundläggande förutsättning är att de krafter som mäts är oberoende av den mottagande strukturen, det vill säga fordonet. Om krafterna är oberoende av strukturen där de mäts innebär det att komponenten kan mätas i en test rigg på ett annat ställe (till exempel hos en underleverantör) och att tillgång till fordon inte krävs för karaktäriseringen. Det underlättar kommunikationen mellan olika delar av organisationen och mellan underleveratörer och tillverkare och bidrar till att prediktera ljud och vibrationer innan den första prototypen är tillgänglig. Den föreslagna metoden är baserad på den internationella normen ISO 20270:2019 (en) Acoustics – Characterization of sources of structure-borne sound and vibration – indirect measurement of blocked forces. Examensarbetet handlar om att utveckla en mätmetod för att kunna ta fram krafter genererade av komponenter som är oberoende av testriggens egenskaper. De framtagna krafterna kan då användas i en virtuell fordonsmodell för att se ljud och vibrationsbidragen på fordonsnivå. Källan som har studerats är en slutväxel (rear drive unit) för fyrhjulsdrift i bil. Flera olikametoder för TPA har undersöks, och för karaktärisering av slutväxeln har in-situ metoden valts. Krafter som är oberoende av den mottagande strukturen kallas även ‘blocked forces’. Krafterna beräknas baserat på resultaten från flera olika delmätningar. Validering och även jämförelse medFEM beräkningar har gjorts liksom jämförelser mellan mätningar på enbart komponenten och av hela systemet.

The effective cross-section method, also called reduced cross-section method is generally used for steel in class 4 cross-sections in considering local buckling. This method is a bit complicated and time consuming, which often leads to engineers not using profiles in class 4 cross-sections. The reduced stress method is an alternative method for handling slender steel cross-sections. These two methods are described in the Eurocode, of which the latter is less described. The national annex states that the reduced stress method should not be used, however, without explanation to the general recommendation. This study is a comparison of the two different methods and is intended to provide a better understanding of the reduced stress method. The calculation process and design for steel profiles in class 4 cross-sections can in this way become more efficient. This is done by determining when it is most profitable to use the reduced stress method instead of the effective cross-section method. Thus, can the use of profiles in class 4 cross-sections become a more obvious choice in the industry. This study considered a simply supported I-beam in an open railway bridge exposed to bending moment where the same conditions were investigated for each method. The effective crosssection method is implemented by reducing the cross-sectional area and was calculated manually. In the reduced stress method, it is the yield stress that is reduced. The reduced stress method was analyzed both through FEM and manual calculations in this study. The result showed that the reduced stress method performed through FEM gave a similar result as the effective cross-section method, which makes it an appealing method. The reduced stress method with manual calculation, however, gave a more conservative result. These methods are relativelydifferent and recommendations for each method are presented in this report. / Idag behandlas ståltvärsnitt i tvärsnittklass 4 generellt med hjälp av metoden effektivt tvärsnitt för att beakta lokal buckling. Metoden är en aning komplicerad och tidskrävande, vilket leder till att konstruktörer överlag inte använder profiler i tvärsnittsklass 4. Reducerad spänning är en alternativ metod för hantering av slanka ståltvärsnitt. Dessa två metoder beskrivs i Eurokoden varav den sist nämnda mer kortfattat. I den nationella bilagan står det att metoden reducerad spänning ej bör användas dock utan motivering till det allmänna rådet. Studien är en jämförelse av de två olika metoderna och är ämnad till att ge en bättre förståelse av metoden reducerad spänning. Således kan beräkningsgången samt projektering för stålprofiler i tvärsnittsklass 4 effektiviseras. Detta genom att avgöra när det är mest lönsamt att använda reducerad spänning framför effektivt tvärsnitt. Följaktligen kan användning av profiler i tvärsnittsklass 4 bli ett mer självklart val i branschen. Denna studie omfattade en fritt upplagd I-balk i en öppen järnvägsbro utsatt för böjande moment där samma förutsättningar har undersökts för respektive metod. Effektivt tvärsnitt går ut på att reducera en tvärsnittsarea och har utförts via handberäkningar. I metoden reducerad spänning är det sträckgränsen som reduceras. I denna studie undersöktes reducerad spänningsmetoden via FEM samt handberäkningar. Resultatet påvisade att metoden reducerad spänning utförd via FEM gav ett liknande resultat som metoden effektivt tvärsnitt, vilket gör det till en attraktiv metod. Reducerad spänning via handberäkning gav dock ett mer konservativt resultat. Metoderna är relativt olika och rekommendationer för tillämpning av respektive metod presenteras i denna rapport.

Globally, approximately 1.2 million people die each year due to traffic accidents. Upper extremity injuries account for 18% to 25% of all car accident injuries. In order to be able to analyze these crash-related injuries, Human body models(HBMs) are used as a complement to FE simulations. An example of a HBM is the THUMS SAFER that is based on a 50 percentile American male. The aim of this study was to improve the upper extremity of the THUMS SAFER with respect to Autoliv's requirements to better predict fractures. In addition, this was validated against the Forman experiment(Forman, et al., The journal of trauma and acute care surgery, vol. 77, 2014) where human cadavers of the upper extremity were axially impacted to replicate a car collision. This was done by generating the upper extremity geometry with segmentation of medical images of a right human hand in combination with the complete STL-geometry of the forearm from the Piper project. The STL-geometry of the segmented human hand and Piper forearm was integrated and a complete STL-geometry of the upper extremity was obtained. Based on the complete STL-geometry, the FE-arm HEX 4.0 was built with modelling of bones, ligaments, soft tissue and skin with corresponding material choice in accordance with Autoliv's requirements. The model HEX 4.0 was improved considering an increased mesh density from an average of 94% to 98%. HEX 4.0 was also validated against the data from the Forman experiment for experiments 5, 6 and 15. It showed a good correlation with the acceleration curves between the simulated and experimental values for the three experiments. The reaction force in the elbow was compared for experiment 15, where the simulated value 5.7 kN divided by a factor of 1.4 from 4 kN for the experiment. Furthermore, the fi rst principal strains that occurred in HEX 4.0 were analysed by 17 ms were the highest acceleration was achieved for experiments 5 and 6. Both experiments were shown to be close to the failure threshold of bones. However, the highest value e5=9.8E-03 occurred in the radius for experiment 5, while e6=9.3E-03 in a ligament for experiment 6. In addition, the failure threshold for experiment 15 exceeded 5 ms in lunate, schapoid and triquetrum. This indication of fractures is in good agreement with the experimental results where the corresponding bones resulted in fractures in experiment 15. HEX 4.0 was an improved upper extremity of the THUMS SAFER considering an increased mesh density. It is also capable of indicating fractures and corresponding positions in the form of analyzes of occurring stresses and strains. Nevertheless, improvements and further validation of HEX 4.0 has been proposed in the future work section. / Globalt, dör varje år ungefär 1.2 miljoner personer på grund av trafi kolyckor. Skador på övre extremitet utgör 18% till 25% av alla skador inom bilolyckor. För att kunna analysera dessa krockrelaterade skador används humanmodeller(HBM) som komplement för FE-simuleringar. Ett exempel på en HBM är THUMS SAFER som är baserad på en "50 percentile" amerikans man. Målet med denna studie är att förbättra över extremiten av THUMS SAFER med avseende på Autolivs krav för att bättre kunna förutspå frakturer. Dessutom validerades detta mot Forman experiment(Forman, et al., The journal of trauma and acute care surgery, vol. 77, 2014) där övre extremitet av människokadaver blev axiellt påverkade för att replikera en bilkollsion. Detta gjordes genom att generera STL-geometrin av en övre extremitet med segmentering av medicinska bilder av en höger människohand i kombination med färdig STL-geometri av underarmen från Piper projektet. STL-geometrin av den segmenterande människohanden och Piper underarmen integrerades och en komplett STL-geometri av övre extremiteten erhölls. Baserad på den kompletta STL-geometrin byggdes FE-armen HEX 4.0 med modellering av ben, ligament, mjukvävnad samt hud med motsvarande materialval i enighet med Autolivs krav. Modellen HEX 4.0 förbättrades i form av en ökad mesh densitet från medelvärdet 94% till 98%. Den validerades även gentemot data från Forman experimentet för experiment 5, 6 och 15. Det påvisade en god korrelation på accelerations kurvorna mellan de simulerade och experimentella värdena för de tre experimenten. Reaktionskraften i armbågen jämfördes för experiment 15 där den simulerade värdet 5.7 kN skiljde sig med en faktor 1.4 från 4 kN för experimentet. Ytterligare analyserades första huvudtöjningarna som uppkom i HEX 4.0 vid 17 ms, då den högsta accelerationen uppnådes för experiment 5 och 6. Det visades att båda experimenten låg nära gränsen för benfraktur, däremot uppkom det högsta värdet e5=9.8E-03 i radius för experiment 5, samt e6=9.3E-03 i ett ligament för experiment 6. Dessutom överskred gränsen för benfrakturer för experiment 15 efter 5 ms i lunate, schapoid och triquetrum. Denna indikation av frakturer stämmer väl med resultatet av experimentet där motsvarande benen resulterades i frakturer i experiment 15. HEX 4.0 är en förbättrad övre extremitet av THUMS SAFER i form av förbättrad meshdensitet. Den är även kapabel att indikera frakturer och motsvarande position i form av analyser på förekommande spänningar och töjningar. Förbättringar och ytterligare validering av HEX 4.0 föreslås för framtida arbete.

Today, there is a significant demand for electricity, a demand expected to increase in the coming years. To meet market needs, the number of offshore wind turbines is increasing, along with their dimensions to generate a greater amount of electricity. This leads to anecessity for a new generation of freight ships with bigger dimensions and capacity for transportation and installation of wind turbine components. Finite Element models enable comprehensive analyses of the hull beams' components, bulkheads, and supports, providing relevant information about the hull's stress impact for different load combinations. The advantage of creating a model is to provide a clear overview while allowing the product to be simulated before production, facilitating a better understanding of the product's future function and appearance. A Finite Element model's analysis results largely reflect reality and thus constitute a valuable tool for ship production. In SAP2000, a shell model was created over a pontoon with interconnected beam and shell elements. The model was simulated with loads from self-weight combined with hydrostatic pressure in combination with various sets of hull components. Four simulations were performed with analyses of shell and frame stresses, showing that a stronger construction results in less stress variation in the pontoon's constituent elements. The upper side of the pontoon did not meet the tolerance values of ±50 MPa for either frame or shell elements in the first analysis. When the frame dimensions were increased, the shell elements met the stress level criteria, but the frame elements still significantly exceeded the tolerance values. An increased plate thickness was not beneficial for the structure’s stress load as the self-weight increased without providing additional stiffness.

Sammanfattning Denna studie undersöker möjligheten att använda återanvänt trä från rivningsvirke i prefabricerade fasadsystem, med fokus på att minska bygg- och fastighetssektorns koldioxidutsläpp. Syftet är att med hjälp av finita elementmetoden (FEM) modellera och dimensionera fasadelement som kan användas i FÅTT-projektet och Arctic Center of Energy (ACE) i Skellefteå. Studien jämför mekaniska egenskaper mellan gammalt och nyproducerat trä samt undersöker hur fuktinducerade rörelser påverkar fasadelementen. Studiens resultat visade på att Fasadelement 1 med dimension 70x195 mm i ramen alternativt Fasadelement 3 med 45x145 i ramen var bäst lämpade för projektet. Resultaten från litteraturstudien visar att återanvänt trä kan uppfylla de nödvändiga kraven för hållbarhet och formstabilitet, vilket innebär att det finns stor potential för industriell produktion av fasadelement med återbrukat virke. Denna studie bidrar med underlag och kunskap för framtida utveckling och användning av hållbara byggmaterial inom byggindustrin. / Abstract This study investigates the potential of using reclaimed wood from demolition waste in prefabricated facade systems, aiming to reduce carbon emissions in the construction and real estate sector. The purpose is to model and design facade elements using the Finite Element Method (FEM) for the FÅTT-project and the Arctic Center of Energy (ACE) in Skellefteå. The study compares the mechanical properties of old and newly produced wood and examines how moisture-induced movements affect the facade elements. The results of the study showed that Facade Element 1 with dimensions 70x195 mm in the frame or alternatively Facade Element 3 with 45x145 mm in the frame were best suited for the project. The findings from the literature review show that reclaimed wood can meet the necessary requirements for durability and dimensional stability, indicating significant potential for industrial production of facade elements using recycled wood. This study provides insights and a solid foundation for future development and use of sustainable building materials within the construction industry.

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.

Multifunktionale Strukturen sind heute in verschiedenen Fachbereichen von Wissenschaft und Technik von großer Bedeutung. Die Integration von Zusatzfunktionen in existierende Strukturen und Maschinenelemente ermöglicht die Entwicklung neuer innovativer Produkte, die nicht nur kostengünstig, sondern auch platzsparend hergestellt werden können oder vollkommen neue Funktion erfüllen. Das Kunststoffgleitlager mit inte-grierter Verschleißsensorik, das derzeit an der Professur Intelligente Maschinensysteme der Hochschule Mittweida erforscht wird, ist ein beispielhaftes Forschungsprojekt im Bereich multifunktionaler Strukturen. Das Kunststoffgleitlager bietet dem Anwender die Möglichkeit, dank der integrierten Verschleißsensorik aus elektrisch leitfähigem thermoplastischem Kunststoff, Betriebsdaten in Echtzeit zu ermitteln. Diese Innovation ermöglicht die Erfassung des Verschleißgrades des Lagers während des Betriebs, was wiederum eine effektivere Planung von Wartungsintervallen erlaubt. Durch die Vermeidung des vorbeugenden Austauschs noch funktionsfähiger Lager können erhebliche Ressourcen und Kosten eingespart werden. Zur Analyse des Betriebsverhaltens der Sensorelemente wurden umfangreiche numerische Untersuchungen zum mechanischen, thermischen und elektrischen Verhalten des Kunststoffgleitlagers durchgeführt. Ein gekoppeltes Modell wurde in Ansys entwickelt, und mittels einer Parameterstudie verschiedene Szenarien simuliert. Die erzielten Ergebnisse bieten einen detaillierten Einblick in das Betriebsverhalten und die Funktion des Lagers inkl. Sensorik. Mit diesen Erkenntnissen konnte ein Verschleißmodell erstellt werden, welches auf Basis der Sensorwerte kraft- richtungsunabhängig den Verschleißzustand des Lagers ermittelt. Weiterhin kann mit den ermittelten Daten ein passgenauer Messverstärker effizient entwickelt werden. / Multifunctional structures are of great importance in various fields of science and technology today. The integration of additional functions into existing structures and machine elements enables the development of new innovative products that can be manufactured not only cost-effectively but also in a space-saving manner or fulfill entirely new functions. The plastic plain bearing with integrated wear sensing, currently being researched at the Chair of Intelligent Machine Systems at Mittweida University of Applied Sciences, is an exemplary research project in the field of multifunctional structures. The plastic plain bearing provides the user with the ability to determine operating data in real-time thanks to the integrated wear sensing made of electrically conductive thermoplastic material. This innovation enables the monitoring of the degree of wear of the bearing during operation, which in turn allows for more effective planning of maintenance intervals. By avoiding the preventive replacement of still functional bearings, significant resources and costs can be saved. Extensive numerical investigations into the mechanical, thermal, and electrical behavior of the plastic plain bearing were conducted to analyze the operational behavior of the sensor elements. A coupled model was developed in Ansys, and various scenarios were simulated through a parameter study. The results obtained provide a detailed insight into the operational behavior and functionality of the bearing including the sensor system. With this knowledge, a wear model was created, which determines the wear condition of the bearing independently of the direction of force based on the sensor values. Furthermore, with the determined data, a precisely fitting signal amplifier can be efficiently developed.