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.

As current environmental challenges are gaining increased attention, development of clean energy solutions is becoming one of the essential strategies to keep within the boundaries of established environmental policies. Solid oxide cell (SOC) technology can provide clean energy conversion and storage when hydrogen is the energy carrier. The high total energy conversion efficiency resulting from the high operation temperature of SOCs make the technology promising, but material costs must be reduced to make it commercially viable. Therefore, this thesis aims to study the long- term performance of a novel cost-optimized cell interconnect at 650 and 850 °C. At high temperatures, chromium evaporation from the interconnect result in electrode poisoning, which may be mitigated by application of a protective coating. The studied interconnect is an AISI 441 steel with some different pre-oxidized copper and iron spinel coatings. Sample analysis was made mainly with scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction. It was found that the most promising pre-oxidation treatment was 24 h at 750 °C and that chromium migration was restrained at 650 °C long-term treatment but not at 850 °C where it wasfound available for evaporation at the surface. / När samtida milljöutmaningar får ökad uppmärksamhet blir gröna energilösningar en av de viktigaste strategierna för att hålla sig inom satta gränser från etablerade miljöriktlinjer. Teknologin bakom fastoxidceller, eller solid oxide cells (SOCs), kan bidra med grön omvandling och lagring av energi när energibäraren är väte. Den höga totala omvandlingseffektiviteten, som kommer med den höga verkningstemperaturen, gör SOC till en lovande teknologi, men materialkostnaderna måste först reduceras innan den blir komersiellt gångbar. Därför syftar detta examensarbete till att undersöka prestandan av en ny, kostnadsoptimerad cellinterkonnektor på lång sikt i 650 och 850 °C. Vid höga temperaturer förångas krom från interkonnektorn, vilket leder till elektrodförgiftning, men kan mildras genom applicering av en skyddande beläggning. Den undersökta interkonnektorn är ett stål som betäcknas AISI 441 belagt med några olika föroxiderade beläggningar av koppar- och järnspinell. Proverna analyserades i huvudsak genom svepelektronmikroskopi kobinerat med energidispersiv röntgenspektroskopi och röntgendiffraktometri. Det visades att den mest lovande föroxideringsbehandlingen var 24 h i 750 °C och att krom förblev återhållet vid 650 °men inte vid 850 °C då det fanns tillgängligt för förångning vidytan.

For intermediate floors in residential and office buildings, as well as in parking garages and malls, there is a wide use of hollow core concrete slabs in Sweden today. Hollow core slabs are precast and prestressed concrete elements with cylindrical-shaped voids extending along the length of the slab. These structural elements have the advantage compared to cast-in-situ concrete slabs that they have a high strength, due to the prestressing, and that the voids allow for a lower self-weight. Additionally, the voids allow for a reduction in the use of concrete material. These characteristics offer possibilities to build long-span floors with slender designs. However, a consequence of the slenderness of the slabs is that such floors have an increased sensitivity to vibrations induced by various dynamic loads. In residential and office buildings vibrations are primarily caused by human activity, and therefore concerns related to the serviceability of such floors are raised. These vibrations are often not related to problems with structural integrity, but rather to different aspects of comfort of the residents or workers. The aim of this thesis is to provide additional information regarding the dynamic behavior of hollow core floors. An experimental modal analysis has been performed on an existing floor in an office building. The dynamic properties in the form of natural frequencies, mode shapes, damping ratios and frequency response functions were derived and analyzed from these measurements. Subsequently, several finite element models were developed, aiming to reproduce the experimental dynamic behavior of the studied floor. The measurements initially showed some unexpected dynamic responses of the floor. For this reason, more advanced methods of signal analyses were applied to the data. The analyses showed that the slab has some closely spaced modes and that the modes of the floor are complex to a certain degree. The finite element models were studied with different configurations. In particular, the effect the model size, boundary conditions, material properties and potential structural discontinuities have on the dynamic response of the slab was studied. Sufficiently good agreement has been achieved between the experimental and numerical results in terms of natural frequencies and mode shapes. The acceleration amplitude responses of the numerical models were generally higher than the ones obtained from the measurements, which leads to difficulties in matching of the frequency response functions. / Håldäck i betong används idag i stor utsträckning som bjälklag i bostads- och kontorsbyggnader, liksom i parkeringsgarage och köpcentra. Håldäcksbjälklag består av prefabricerade och förspända betongelement, med cylindriska hål som sträcker sig i plattans längsriktning. Dessa konstruktionselement har fördelen, jämfört med platsgjutna betongplattor, att de har en hög hållfasthet på grund av förspänningen och att hålen möjliggör en lägre egenvikt. Dessutom gör hålen att en mindre mängd betongmaterial behövs. Dessa egenskaper ger möjligheter att bygga golv med långa spännvidder och slank design. En konsekvens av slankheten är emellertid att sådana golv har en ökad känslighet för vibrationer som orsakas av olika dynamiska belastningar. I bostads- och kontorsbyggnader orsakas vibrationer främst av mänsklig aktivitet, och därför finns det en del oro relaterad till sådana golvs brukbarhet. Dessa vibrationer är oftast inte relaterade till frågor om strukturell integritet, utan snarare till olika aspekter av boendes eller arbetares känsla av komfort. Syftet med detta examensarbete är att bidra till kunskapen om håldäcksbjälklags dynamiska beteende. En experimentell modalanalys har utförts på ett befintligt golv i en kontorsbyggnad. De dynamiska egenskaperna i form av egenfrekvenser, modformer, dämpning och frekvenssvarsfunktioner erhölls och analyserades med hjälp av dessa mätningar. Därefter utvecklades flera finita element modeller för att reproducera det experimentellt uppmätta dynamiska beteendet hos det studerade golvet. Mätningarna visade initialt något oväntade dynamiska responser från golvet. Av denna anledning applicerades mer avancerade signalanalysmetoder på datan. Analyserna visade att plattan har några moder inom ett litet frekvensintervall och att moderna till en viss grad är komplexa. De finita element modellerna studerades med olika konfigurationer. I synnerhet studerades effekten av modellstorleken, randvillkoren, materialegenskaperna och potentiella strukturella diskontinuiteter på golvets dynamiska respons. Tillräckligt bra överensstämmelse har uppnåtts mellan de experimentella och numeriska resultaten i form av egenfrekvenser och modformer. Accelerationsamplituderna för de numeriska modellerna var i allmänhet högre än de som erhölls under mätningarna, vilket leder till svårigheter att matcha frekvenssvarsfunktionerna.

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.

Among the structural materials under consideration for future lead-cooled fastreactors, special attention is paid to ferritic Fe-10Cr-4Al due to its superior corrosionand erosion protective properties, as well as its insensitivity to liquid metalembrittlement in liquid lead. This thesis gives an inside look into the radiation damageproperties of the alloy and the possible embrittlement scenarios. The samples wereirradiated with 5.5 MeV protons and then tested with a slow strain rate testing rig at375oC and 450oC. The results showed that for Fe-10Cr-4Al irradiated to a peak doseof 0.14 dpa, the total elongation to failure was reduced by 3-5%, compared to theunirradiated samples. Moreover, the mechanical properties (yield strength, ultimatetensile strength, and fracture elongation) of the irradiated samples depend stronglyon temperature. The scanning electron microscopy images show no signs of liquidmetal embrittlement. However, the brittle structures at the edges of the samples couldindicate the existence of hydrogen embrittlement. / Bland de strukturmaterial som övervägs för framtida blykylda snabba reaktorer (LFR)ägnas särskild uppmärksamhet åt ferritiska Fe-10Cr-4Al-legeringar på grund av derasöverlägsna korrosionsbeständighet och deras avsaknad av försprödning i den flytandeblymiljön. Denna avhandling ger en inblick i legeringens strålskador och möjligaförsprödningsscenarier. Proverna bestrålades med 5.5 MeV protoner och testadessedan med SSRT-testriggen vid 375oC och 450oC. Resultaten visade att för proverav Fe-10Cr-4Al bestrålat till en dos av 0.14 dpa, minskade den totala förlängningentill brott med 3-5%, jämfört med de obestrålade proverna. Dessutom uppvisar demekaniska egenskaperna (YS, UTS och brottförlängning) hos de bestrålade provernaen större temperaturinverkan. Bilder tagna med svepelektronmikroskopi (SEM)visade inga tecken på flytande metallförsprödning (LME). De spröda strukturerna vidkanterna av proverna, där protonerna implanterades, kan dock indikera förekomstenav väteförsprödning.

Ferritisch/martensitische Cr-Stähle und deren oxiddispersionsverfestigte Varianten gehören zu den potenziellen Konstruktionswerkstoffen für Komponenten zukünftiger kerntechnischer Einrichtungen, wie z. B. Fusionsreaktoren und Spaltreaktoren der IV. Generation, die Strahlungsfeldern mit hohem Neutronenfluss ausgesetzt sind. Ein Hauptproblem dieser Materialgruppen ist das Auftreten des Spröd-duktil-Übergangs und dessen maßgeblich durch die Strahlenhärtung verursachte Verschiebung zu höheren Temperaturen. In der vorliegenden Arbeit wird das Bestrahlungsverhalten von binären Fe-Cr-Modelllegierungen untersucht, die ein vereinfachtes Modell für ferritisch/martensitische Cr-Stähle darstellen. Dabei werden Bestrahlungen mit Eisenionen zur Simulation der durch Neutronen hervorgerufenen Schädigung verwendet. Die auf wenige Mikrometer begrenzte Eindringtiefe der Ionen macht es erforderlich, dass für dünne Schichten geeignete Charakterisierungsmethoden eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Arbeit sind das Nanohärtemessungen und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Im Ergebnis liegen die bestrahlungsinduzierte Härteänderung der Schicht in Abhängigkeit von Chromgehalt, Bestrahlungsfluenz und –temperatur sowie, für ausgewählte Zustände, quantitative TEM-Analysen vor. Zusammen mit begleitenden Ergebnissen von Neutronenkleinwinkelstreuexperimenten an neutronenbestrahlten Proben der gleichen Werkstoffe ermöglichen sie die Identifizierung von bestrahlungsinduzierten Versetzungsringen und nm-großen α’-Ausscheidungen als Quellen der Strahlenhärtung. Im Rahmen eines vereinfachten Modells, das auf Orowan zurückgeht, werden die Hindernisstärken dieser Gitterbaufehler für das Gleiten von Versetzungen abgeschätzt. Darauf aufbauend erfolgt ausblickartig eine Erweiterung des Untersuchungsgegenstands auf komplexere Situationen hinsichtlich der Bestrahlungsbedingungen und des Werkstoffs. Durch das Einbeziehen simultaner und sequentieller Bestrahlungen mit Eisen- und Heliumionen kann gezeigt werden, dass der Effekt von Helium auf die Strahlenhärtung von der Bestrahlungsreihenfolge abhängt und dass der simultane Eintrag fusionsrelevanter Mengen von Helium zu einer Verstärkung der Strahlenhärtung führt, die auf einem synergistischen Effekt beruht. Für Cr-Stähle mit 9 % Cr und deren oxiddispersionsverfestigte Varianten wird kein grundlegend anderes Bestrahlungsverhalten beobachtet als für binäres Fe-9at%Cr. Es gibt jedoch Hinweise, dass Oxid-dispersionsverfestigung die Strahlenhärtung unter bestimmten Bedingungen reduzieren kann. Im Ergebnis der Arbeit zeigt sich, dass Ionenbestrahlungen in Kombination mit Nanohärtemessungen zu einem vertiefenden Verständnis der Strahlenhärtung in Werkstoffen auf Fe-Cr-Basis sowie zu einer effektiven Materialvorauswahl beitragen können. Voraussetzung ist, dass der Eindruckgrößeneffekt und der Substrateffekt auf geeignete Weise in Rechnung gestellt werden.

Vibrations in staircases have during the last decades become an important issue in design. The main reasons are current architectural trends aiming for innovative, slender and high staircases, together with developments in material properties and building technique, making these aims possible. The improved material properties and slender design of the staircase makes the structure lightweight and have great impact on the flexibility and dynamic performance of the staircase. This have resulted in that vibration serviceability criteria increasingly often are becoming governing in design. The performance of staircases in serviceability under dynamic loads is however very hard to predict. In many cases hand calculations will not be sufficient, and a computerized model, e.g. a finite element model, need to be created. Creating a finite element model that performs well when subjected to dynamic loads is however not simple. Especially boundary conditions, connections and the effect of non-structural elements are hard to adequately represent. The formulation of the load is also a complex question. The main dynamic load that staircases are subjected to, that causes uncomfort for the user, is the load that the user themselves apply on the structure, when ascending or descending.  The main part of this master thesis project is a case study of two lightweight, steel staircases. To form a basis for the case study, current research have been summarized in a literature survey. An introduction of elementary dynamics is also made for less conversant reader. The literature survey reviews previous research about loads introduced by humans and how these can be formulated, both for single human excitation and group loading. How vibrations arise and how humans percept vibrations is also reviewed. The view and recommendations of standards and regulations about load formulation and vibration acceleration limits is presented. Recommendations in research for finite element modeling of staircases and dynamic loads is also reviewed. The case study consists of measurements and analyzing of finite element models of the staircases. Measurements of vibrations and the dynamic response of the staircases under human introduced loads have been conducted. The human introduced loads included are an impulse load created by a jump, ascent at a moderate pace of a single subject and descent at a moderate pace by a single subject. The measurements have been recreated in finite element models. Different modeling choices and formulations for ascending, descending, and impulse loads are studied.  The aim is to investigate how different modeling choices in connections, boundary conditions and adjacent structure, affects the natural frequencies and mode shapes of the staircase. Different load formulations for the loads are analyzed, both for the impulse load and for the loads created by a subject ascending and descending. With these results as a basis, some general recommendations about construction a finite element mode of a staircase and achieving appropriate load formulation for dynamic loads are made. / Vibrationer i trappor har under de senaste årtiondena blivit en viktig fråga vid projekteringen av trappor. De främsta anledningar är dagens arkitektoniska trender som eftersträvar innovativa, slanka och långa trappor, tillsammans med utveckling i material egenskaper och förbättrade byggmetoder som möjliggör dessa trender. De förbättrade materialegenskaperna samt den slanka designen av trappan gör konstruktionen lätt och har stor påverkan på styvheten samt det dynamiska gensvaret hos trappan. Detta har resulterat i att vibrationer i bruksgränstillståndet allt oftare är dimensionerande i designen av trappan.    Responsen under dynamiska laster i bruksgränstillståndet hos trappan är dock väldigt svårt att förutbestämma. I de flest fall är handberäkningar inte tillräckliga för att förutsäga detta beteende och en dator modell, t.ex. en finita element modell, behöver utvecklas. Att utveckla en finita element modell som genererar tillförlitliga respons är dock inte enkelt. Speciellt randvillkoren, kopplingar och effekten av icke bärande element är svårt att modellera tillförlitligt. Hur man formulerar lasten kan också vara en svår fråga. Den främst dynamiska lasten som trappor utsätts för som skapar obekväma vibrationer för användaren, är också skapade av användaren själv eller andra användare som går upp eller ner i trappan.  Huvuddelen av detta arbete består av en fallstudie av två lätta ståltrappor. För att få en bas för fallstudien har rådande forskning gåtts igenom och summerats i en litteraturstudie. En introduktion av grundläggande dynamik har även gjorts för den mindre insatta läsaren.  Litteraturstudien har gått igenom forsning om dynamiska laster orsakade av människor och hur dessa kan beskrivas, både för laster orsakade av en människa, samt även för en grupp av människor. Hur vibrationer uppkommer och hur människor uppfattar vibrationer har också undersökts. Standarders uppfattning och rekommendationer, samt regelverk om lastformulering och gränsvärden för vibrationer presenteras. Rekommendationer från forskning av finita element modeller av trappor och dynamiska laster i dessa gås också igenom. Fallstudien består av mätningar i de verkliga trapporna, och av uppbyggnad och analysering av finita element modeller av trapporna. Mätningar av vibrationer och den dynamiska responsen hos trapporna när de utsätts för dynamiska laster orsakade av människor har utförts. De studerade lasterna inkluderar en impulslast skapad av ett hopp, last från en människa som går upp i trappan och last från en människa som går ner i trappan. Mätningarna har sedan försökts återskapas i finita element modellerna. Olika modellerings val och formuleringar för gång och impuls lasterna har studerats. Syftet är att undersöka hur olika modelleringsval hos kopplingar, randvillkor samt närliggande struktur påverkar egenfrekvenserna och modeformen hos trapporna. Olika beskrivningar på lasterna analyseras, både för impuls lasten, samt lasten från en människa som gå upp eller ner i trappan. Med hjälp av dessa resultat kommer några generella rekommendationer om hur finita element modeller av trappor kan konstrueras och hur en tillbörlig lastformulering för dynamiska laster uppnås.

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.

The work reported in this thesis presents a general overview of the dynamic response of short-span railway bridges considering soil-structure interaction. The study aims to identify the effect of the surrounding and underlying soil on the global stiffness and damping of the structural system. This may lead to better assumptions and more efficient numerical models for design.A simple discrete model for calculating the dynamic characteristics of the fundamental bending mode of single span beam bridges on viscoelastic supports was proposed. This model was used to study the effect of the dynamic stiffness of the foundation on the modal parameters (e.g. natural frequency and damping ratio) of railway beam bridges. It was shown that the variation in the underlying soil profiles leads to a different dynamic response of the system. This effect depends on the ratio between the flexural stiffness of the bridge and the dynamic stiffness of the foundation-soil system but also on the ratio between the resonant frequency of the soil layer and the fundamental frequency of the bridge. The effect of the surrounding soil conditions on the vertical dynamic response of portal frame bridges was also investigated both numerically and experimentally. To this end, different numerical models (i.e. full FE models and coupled FE-BE models) have been developed. Controlled vibration tests have been performed on two full-scale portal frame bridges to determine the modal properties of the bridge-soil system and calibrate the numerical models. Both experimental and numerical results identified the substantial contribution of the surrounding soil on the global damping of short-span portal frame bridges. A simplified model for the surrounding soil was also proposed in order to define a less complicated model appropriate for practical design purposes. / <p>QC 20180315</p>