<p>We use a system model expressed in a subset of the Unified Modeling Language to perform fault isolation in large object oriented control systems. Due to the severity of the failures considered and the safety critical nature of the system we cannot perform fault isolation online. Thus, we perform post mortem fault isolation which has implications in terms of the information available; the temporal order in the error log can not be trusted. In our previous work we have used a structural model for fault isolation. In this thesis we provide a formal framework and a prototype implementation of an approach taking benefit of a behavioral model. This gives opportunities to perform more sophisticated reasoning at the cost of a more detailed system model. We use a model-checker to reason about causal dependencies among the events of the modeled system. The model-checker performs reasoning about temporal dependencies among the events in the system model and the scenario at hand, allowing for conclusions about the causal relation between the events of the scenario. This knowledge can then be transferred to the corresponding fault in the system, allowing us to pinpoint the cause of a system failure among a set of potential causes.</p> / Report code: LiU-Tek-Lic-2000:59.

ROL Ergo is a company that manufactures and develops height-adjustable tables. Their product line-up consists mainly of electrically operated tables, but also a small-scale of tables where the height is determined by a hand-driven crank. One problem with ROL Ergos hand-operated crank table, PR25 2-column 2-stage crank, is the function of stopping the table after 470 mm which is the tables desired stroke. The solution the existing table have, to prevent this from happening, is a plastic stop mounted on top of the table’s outer legs. This plastic stop is intended to stop the table when the leg reaches its highest position. The hand crank used to change the height of the table have an integrated torque clutch which is used to prevent that the torque applied to the crank exceeds 4.3 Nm. However, the force applied to the plastic part that is generated by the hand crank is greater than what the plastic part is constructed for. This results in the stop being pushed out of its position and must be mounted back by hand, or in worst case, breaks. This report covers the steps taken to find a solution to this problem. Initially, the forces generated by the hand crank in the tables height adjustable system is needed. When these forces were calculated the process of finding concepts and solutions could begin. When a final concept was defined, the solution was verified with simulations and physical tests to ensure the concept’s stop function. Through this process the work resulted in a concept where a C formed ring is mounted onto the table’s thread bars. This ensures that the thread bars are prevented to thread further than the desired height. By using results from calculations, simulations and physical tests, the developed concept could be verified to withstand the forces generated by the hand crank in order to stop the table at the desired stroke. / ROL Ergo är ett företag som tillverkar och utvecklar höj- och sänkbara bord. Deras sortiment består huvudsakligen utav elektriskt drivna bord, men de säljer även, i liten skala, bord där höjden bestäms utav sprintar eller en handdriven vev. Ett problem som ROL Ergo har med sitt handdrivna vev-bord PR25 2-column 2-stage crank är funktionen att stanna bordet efter önskad slaglängd. Bordets slaglängd är ett mått som mäter förändringen utav bordets höjd mellan dess lägsta och högsta läge. Lösningen som bordet har för att stanna bordet vid önskad position är en stoppring monterad på toppen utav de yttersta benen. Denna stoppring är tänkt att stanna bordet när benens glidlager tar emot stoppringen. På grund av att vevens integrerade momentspärr är definierad för ett moment på 4.3 Nm genereras en kraft som trycker mot stoppringen som är större än det stoppringen lyckas hålla emot. Resultatet av detta blir att stoppringen trycks ut ur sitt läge och ringen måste monteras tillbaka för hand, eller i värsta fall, går sönder. Rapporten omfattar de steg som har tagits för att finna en lösning för att stoppa bordet vid den slaglängd som bordet är tänkt att ha. Detta har gjorts med hjälp av en produktutvecklingsprocess. Till en början gjordes handberäkningar för att beräkna de krafter som handveven genererar i bordets höj- och sänksystem. Därefter togs ett koncept fram med hjälp av en kravspecifikation, brainstorming och sållning. Konceptet verifierades därefter med simulationer och fysiska tester för att säkerställa konceptets funktion. Genom denna process resulterade arbetet i ett koncept där en C-ring monteras i en svarvad profil på bordsbenens gängstänger som ser till att gängstången inte kan gängas vidare vid önskad höjd. Genom att använda resultat från handberäkningar kunde simuleringar och fysiska tester verifiera att det framtagna konceptet håller för de påfrestningar som stoppet utsätts för.

På industriföretag idag är det svårt att komma ifrån hantering av tunga lyft. När tunga lyft eller rotationer sker på företag står säkerhet och ergonomi i fokus. Det finns olika regler att förhålla sig till på olika företag. I det här arbetet kommer författarna att hjälpa Xylem water solutions att konstruera en vändare som ska rotera en pump på 230 kg 180 grader. Xylem är ett världsledande företag inom pumpindustrin. Anledningen till problemet är att Xylem har fått ökad efterfrågan på en av sina pumpmodeller och detta har lett till att en ökad monteringskapacitet är nödvändig.  Företag ser olika ut vilket leder till att specialverktyg tillverkas för specifika problem. För att ta fram en produkt används en produktutcklingsstategi där olika steg används för att nå ett så bra resultat som möjligt. En enkätstudie genomförs för att få montörernas åsikt, sedan utförs konceptgenerering där olika koncept genereras. När koncepten tagits fram väljs ett av koncepten ut med hjälp av enkätstudien. Simuleringar görs på det valda konceptet för att säkerställa konstruktionens kvalitet. Vid rotationsmomentet av den tunga pumpen finns det mycket att tänka på. För att få en så smidig vändning av pumpen som möjligt behöver rotationspunkten ligga i höjd med pumpens masscentrum. Därav beräknas pumpens masscentra i de två lägen som rotationen sker. I teorin beskrivs bland annat produktutveckling, snäckväxlar olika lager men även finita elementmetoden och utmattningsimuleringar.  Resultatet av undersökningen är en monteringsvagn där pumpen är fäst med sex punkter tillsammans med monteringsvagnen. En rottationsenhet som är utformad utefter pumpens mellandel är konstruerad. I pumpens övre del fästs ett lyftverktyg som används för att förflytta pumpen från och till vagnen. Lyftverktyget fungerar även för att stabilisera vändprocessen, då den är fäst i vagnen. / Within industrial companies today, it is difficult to get away from dealing with heavy lifts. When heavy lifting or rotations take place within companies, safety and ergonomics are in focus. There are different rules to follow at different companies. In this work, the authors will help Xylem Water Solutions design a turner that will rotate a pump of 230 kg 180 degrees. Xylem is a world leader in the pump industry. The reason for the problem is that Xylem has increased the demand for one of its pump models and this has led to an increased assembly capacity being necessary. Companies look different, which leads to special tools being manufactured for specific problems. A product development strategy is used where different steps are used to achieve the best possible result. A survey study is carried out to get the Assemblers opinion, then concept generation is performed where different concepts are generated. When the concepts have been developed, one of the concepts will be chosen with help of the result of the survey study. Simulation is done on the chosen concept to ensure the quality of the design. For a rotation of the heavy pump, there is a lot to think about. In order to get as smooth a turn of the pump as possible, the point of rotation needs to be at the height of the mass center of the pump. From this, the mass centers of the pump are calculated in the two positions in which the rotation takes place. The theory describes, among other things, product development, worm gears, different bearings but also the finite element method and fatigue simulations. The result of the examination is an assembly trolley where the pump is attached with six points together with the assembly trolley. A rotary unit designed after the middle part of the pump is designed. Attached to the upper part of the pump is a lifting tool which is used to move the pump from and to the trolley. The lifting tool also works to stabilize the turning process, as it is attached to the trolley.

We use a system model expressed in a subset of the Unified Modeling Language to perform fault isolation in large object oriented control systems. Due to the severity of the failures considered and the safety critical nature of the system we cannot perform fault isolation online. Thus, we perform post mortem fault isolation which has implications in terms of the information available; the temporal order in the error log can not be trusted. In our previous work we have used a structural model for fault isolation. In this thesis we provide a formal framework and a prototype implementation of an approach taking benefit of a behavioral model. This gives opportunities to perform more sophisticated reasoning at the cost of a more detailed system model. We use a model-checker to reason about causal dependencies among the events of the modeled system. The model-checker performs reasoning about temporal dependencies among the events in the system model and the scenario at hand, allowing for conclusions about the causal relation between the events of the scenario. This knowledge can then be transferred to the corresponding fault in the system, allowing us to pinpoint the cause of a system failure among a set of potential causes. / <p>Report code: LiU-Tek-Lic-2000:59.</p>

Detta examensarbete har utförts ihop med konstnären Robert Hais, som vill skapa ett konstverk i det offentliga rummet, beläget på Tullkammarkajen i Halmstad, med arbetsnamnet "Alternative Path". Alternative Path är en dynamisk gångväg, som skall ge besökaren en unik upplevelse varje gång den beträds. Gångvägen är tänkt att upprättas samtidigt som kommunen bygger om området Tullkammarkajen, och detta projekt skall vara det material som får kommunen att vilja upprätta konstverket. Projektet startades i fas 1 med att definiera vad en dynamisk gångväg innebär, och vad som krävs för att skapa unika upplevelser. Projektet gick sedan över i att skapa olika koncept på hur upplevelserna kan alternera, varpå många lades på is, för att utvecklas i kommande faser. Arbetet resulterade i övergripande design för gångvägen och olika koncept för hur vyer kan blockeras, och konstruktionsarbetet av dessa mekanismer påbörjades. FMEA och andra analyser har på dessa delar utförts, och projektet har följt David Ullmans konstruktionsmetod. / This thesis has been performed in cooperation with the artist Robert Hais, who wishes to create a piece of art located outdoors on Tullkammarkajen in Halmstad, with the working title "Alternative Path." Alternative Path is a dynamic pathway, which gives each visitor a unique experience every single time the path is visited. The pathway is meant to be erected by the same time the county rebuilds the district "Tullkammarkajen", and this project is going to be the material that aim to interest the city officials to erect the piece of art.The project started with phase 1, which aims to define what a dynamic pathway is, and what is needed to create unique experiences. The project then continued with concept generation regarding experience alternation, of which many concepts got put on hold to be developed in upcoming phases. This thesis resulted in the design of the pathway and different concepts for view blocking, and initial constructing of these mechanisms was started. FMEA and other analyses on these parts were conducted, and the methodology used was David Ullman's design process.

Försäljningen av trehjuliga motorcyklar beräknas att öka de kommande åren. Efterfrågan ökar framför allt på eldrivna trehjuliga motorcyklar. För att lyckas i fordonsbranschen behöver fordonen som utvecklas vara säkra. Säkerhet är av hög prioritet i utvecklingen av Omotion AB:s fordon. OMotion har två problem med sin senaste trehjuliga motorcykel där lösningarna kan bidra till ökad säkerhet. Instrumentpanel bakom ratt skyms när ratten vrids. Föregående modell av styrsystemet interagerar ej med 3D-modellen av fordonet på ett verklighetstroget sätt. Nytt koncept med prototyp av display tas fram med en produktutvecklingsprocess. Produktutvecklingsprocessen innefattar en konceptutveckling, utveckling på systemnivå, detaljutveckling och testning. 3D-modell för nytt styrsystem som interagerar på ett korrekt sätt tas fram med CAD-programmet SolidWorks. Enklare fysikaliska beräkningar utförs med kunskap inom hållfasthetslära och maskinelement. Resultatet är lösningar på OMotions två problem. En fysisk och analytisk prototyp för rattens integrerade display är framtagen samt en verklighetstrogen 3D-modell av styrsystemet. Styrsystemsmodellen möjliggör styrning av motorcykelmodellen i SolidWorks. / Sales of three-wheeled motorcycles are expected to increase in the coming years. Demand is increasing, especially for electric tricycles. To succeed in the automotive industry, the vehicles that are developed need to be safe. Safety is a high priority in the development of Omotion AB’s vehicles. OMotion has two problems with its latest three-wheeled motorcycle Where the solutions can contribute to increased safety. The dashboard behind the steering wheel is obscured when the steering wheel is turned. The previous model of the steering system does not interact with the 3D model of the vehicle realistically. New concept with prototype of display is developed with a product development process. The product development process includes a concept development, development at system level, detailed development and testing. 3D model för a new control system that interacts correctly is developed with the CAD program SolidWorks. Simpler physical calculations are performed with knowledge in solid mechanics and machine elements.The results are solutions to OMotion’s two problems. A physical and analytical prototype for the steering wheel’s integrated display has been developed, as well as a realistic 3D model of the steering system. The steering system model enables control of the motorcycle model in SolidWorks

The growing concern with the environmental impacts of disposable products has placed an emphasis on ensuring the sustainability of material systems. A shift in the selection of material can decrease the negative effects of disposable products. One class of materials with good credentials is biocomposite materials, a material partly consisting of biodegradable products. In this thesis project a compression molding machine suitable for the pressing of biocomposite materials are developed for the start-up Trash to Gold. The start up is in a early process of developing compression molding machine. As of now they use a modified workshop press to test out the pressing of to-go coffee cups made out of biodegradable a biocomposite material partly consisting of coffee grounds. The current press is not optimised for their expected customer group and it is therefore appropriate to develop a new one. The aim of this thesis project is to assist Trash to Gold in their development of a compression molding machine, suitable for upcycling biodegradable waste into disposable products. The objective of this thesis project is to develop a concept of a compression molding machine that can be used to print to-go coffee cups partly made of coffee grounds. The concept to be developed will be for a press that weighs less and has smaller dimensions than the current one to suit the target group. The product development methodology of the project is based on Ulrich and Eppinger’s book ”Product Design and Development”. Some of the approaches used from book are modified for better application on the project. The project also includes digital and theoretical tools to determine if the concept can withstand the pressure generated when the machine is in use. The result of the thesis project is a concept of a compression molding machine that meet requirements given by the start up. Suitable parts for the basic structure of the compression molding machine is presented such as how the pressing function will occur and the outer frame with where the different components will sit. The resulting concept is smaller and more light weight compared to the current machine. / Den växande oron för negativa effekter engångsprodukter har på miljön har lett till ett ökat intresse att säkerställa materialsystemens hållbarhet. En förändring av materialvalet fÅNor produkterna kan minska dessa negativa effekterna. En materialklass som hade kunnat minska de negativa effekterna är biokomposita material. Biokomposit material är ett material som delvis består av biologiskt nedbrytbara produkter. I detta examensarbete utvecklas en formpressningssmaskin anpassad för formpressning av biokomposita material. Projektet görs på uppdrag av startup-företaget Trash to Gold. Företaget håller på att utveckla en formpressningsmaskin och använder just nu en modifierad verkstadspress för att testa tillverkningen av engångskaffemuggar som delvis består av kaffesump. Den nuvarande pressen är inte anpassad för den förväntade kundgruppen och det är därför l'mpligt att utveckla en ny. Syftet bakom detta examensarbete är att hjälpa Trash to Gold att utveckla en formpressningsmaskin som är anpassad för återanvändningen av bionedbrytbara restprodukter till engångsartiklar. Målet med det här examensarbetet är att utveckla ett koncept av en formpressningsmaskin som kan användas för att formpressa engångskaffemuggar delvis bestående av kaffesump. Konceptet som tas fram ska vara för en press som väger mindre och har mindre dimensioner än den nuvarande för att passa målgruppen. Arbetets produktutvecklingsmetodik är baserad på Ulrich och Eppingers (U&amp;E) bok ”Product design and Development”. Exempel på metoder som använts är identifiering av kundbehov, produktspekification, konceptgeneration, extern- och intern undersökning samt olika poängsättningsmetoder. Arbetet omfattar också teoretiska modeller och verktyg för att räkna på konceptets hållfasthet, materialval och val av komponenter. Resultatet av examensarbetet är ett koncept för en formpressningsmaskin som uppfyller de krav som ställts av start up-företaget. Lämpliga delar för grundkonstruktionen av formpressningsmaskinen presenteras. Till dessa hör vad som ska ge upphov till pressfunktionen samt den yttre ramen där de olika komponenterna kommer att sitta. Det resulterande konceptet väger mindre och har mindre dimensioner jämfört med den nuvarande maskinen.

This Master's thesis is part of the Hydrogen Embrittlement in Rolling element bearings project (HERo) initiated at Luleå University of Technology (LTU), with the primary objective of determining critical hydrogen concentrations in bearing steel for rolling element bearings. The specific aim of this Master's thesis is to design a test rig that enables the investigation of the effects of hydrogen embrittlement on rolling element bearings under load. The design process focused on ease of manufacture and assembly. The developed test rig includes an electric motor, a pneumatic load application mechanism, and an electrochemical cell. Using the leverage principle, a thrust roller bearing is loaded vertically, while it is driven by an electric motor that is connected to the bearing with a tyre coupling. The electrochemical cell, which consists of a reference electrode, counter electrode, and the test bearing as the working electrode, is used to charge the test bearing with hydrogen. The cell was designed to be easily accessible between tests to facilitate the change of thrust roller bearings. The test bench enables the analysis of rolling element bearings that are exposed to simultaneous hydrogen embrittlement and realistic operating conditions. / Detta examensarbete är en del av Hydrogen Embrittlement in Rolling element bearings-projektet (HERo) som pågår vid Luleå tekniska universitet (LTU), med huvudmålet att bestämma de kritiska vätekoncentrationerna i lagerstål för rullningslager. Det specifika målet med detta examensarbete är att konstruera en testrigg för att direkt undersöka effekten av väteförsprödning av lager i en simulerad verklig tillämpning. Designprocessen fokuserade på enkel tillverkning och montering.  Den utvecklade testriggen inkluderar en elmotor, en pneumatisk lastpåläggnings-mekanism och en elektrokemisk cell. Med hjälp av hävstångsprincipen belastas ett axiellt rullager vertikalt, medan det drivs av en elmotor via en däckkoppling. Den elektrokemiska cellen, som består av en referenselektrod, motelektrod och testlagret som arbetselektrod, används för att införa väte i lagret. Cellen har konstruerats på ett sätt som underlättar byte av testlager mellan testerna.  Testriggen skapar därmed möjligheten att analysera rullningslager som utsätts för väteförsprödning under realistiska driftförhållanden. / Diese Masterarbeit ist Teil des Hydrogen Embrittlement in Rolling element bearings-Projekts (HERo), das an der Technischen Universität Luleå (LTU) initiiert wurde, mit dem primären Ziel, kritische Wasserstoffkonzentrationen für Lageranwendungen zu bestimmen. Das spezifische Ziel dieser Masterarbeit ist es, einen Prüfstand zu konstruieren, um die Auswirkungen von Wasserstoffversprödung auf Rollenlager im Belastungszustand zu untersuchen. Der Schwerpunkt des Designprozesses lag darauf, eine einfache Fertigung und Montage des Prüfstandes zu gewährleisten.  Der entwickelte Prüfstand umfasst einen Motor, einen Mechanismus zur Lastaufbringung und eine elektrochemische Zelle. Mithilfe des Hebelgesetzes wird das Testlager vertikal belastet, während es mithilfe eines Elektromotors und einer Reifenkupplung angetrieben wird. Die elektrochemische Zelle, bestehend aus Referenzelektrode, Gegenelektrode, und dem Testlager als Arbeitselektrode, dient dazu, Wasserstoff in das Testlager einzubringen. In ihrem Design wurde darauf geachtet, dass sie zwischen den Tests leicht zugänglich ist, um den Austausch der Testproben zu erleichtern. Der Prüfstand ermöglicht somit die Analyse von Rollenlagern, die sowohl Wasserstoffversprödung als auch realistischen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

Today, lead is used in various engineering applications due to its desirable tribological properties. However, the negative health and environmental impacts associated with lead have raised concerns and resulted in regulatory restrictions on its use. It is therefore nessessary to fnd lead-free materials that can provide similar or even better performance than the commonly used lead-containing alloys. Scania, currently uses leaded alloys for a number of gearbox components where sliding wear can be an issue. This study aims to evaluate the tribological properties of fve lead-free alternative materials and assess their suitability as replacement for the currently used material, Leaded Brass. The tests were conducted in a pin-on-disk setup under similar conditions of those found in Scania’s gearbox. The results showed that the friction and wear was similar between Copper Beryllium and Leaded Brass, which indicates that Copper Beryllium is a potential replacement. Additionally, Nedox and Aluminum Bronze (APS) demonstrated signifcantly superior wear resistance, exhibiting 97% less wear compared to Leaded Brass while maintaining similar friction levels. These results underscore the potential for implementing lead-free materials to enhance sustainability and performance in critical applications like gearbox components. / Idag används bly i olika tekniska tillämpningar på grund av dess önskvärda tribologiska egenskaper. Men de negativa hälso- och miljöeffekterna associerade med bly har väckt oro och resulterat i reglerande begränsningar för dess användning. Det är därför nödvändigt att hitta blyfria material som kan erbjuda liknande eller till och med bättre prestanda än de vanligt förekommande blyhaltiga legeringarna. Scania använder för närvarande blyhaltiga legeringar för ett antal växellådskomponenter där glidande slitage kan vara ett problem. Denna studie syftar till att utvärdera de tribologiska egenskaperna hos fem blyfria alternativa material och bedöma deras lämplighet som ersättning för det nuvarande materialet, blyhaltig mässing. Testerna utfördes i en pin-on-disk konfiguration under liknande förhållanden som de som återfinns i Scanias växellåda. Resultaten visade att friktionen och slitage var liknande mellan kopparberyllium och blyhaltig mässing, vilket tyder på att kopparberyllium är en potentiell ersättare. Dessutom visade Nedox och aluminiumbrons (APS) betydligt överlägsen slitagebeständighet, med 97% mindre slitage jämfört med blyhaltig mässing, samtidigt som båda materialen hade liknande friktionsnivåer. Dessa resultat visar potentialen som finns med att implementera blyfria material för att förbättra hållbarheten och prestandan i kritiska tillämpningar som växellådskomponenter. / Heutzutage wird Blei aufgrund seiner wünschenswerten tribologischen Eigenschaften in verschiedenen technischen Anwendungen verwendet. Jedoch haben die negativen gesundheitlichen und Umweltauswirkungen, die mit Blei verbunden sind, Bedenken hervorgerufen und zu regulatorischen Beschränkungen seiner Verwendung geführt. Daher ist es notwendig, bleifreie Materialien zu finden, die ähnliche oder sogar bessere Leistungen als die üblicherweise verwendeten bleihaltigen Legierungen bieten können. Scania verwendet derzeit bleihaltige Legierungen für eine Reihe von Getriebekomponenten, bei denen Gleitverschleiß auftreten kann. Das Ziel dieser Studie ist es, die tribologischen Eigenschaften von fünf bleifreien Alternativmaterialien zu bewerten und ihre Eignung als Ersatz für das derzeit verwendete Material, Bleihaltiges Messing, zu prüfen. Die Tests wurden in einem Pin-on-Disk-Aufbau unter ähnlichen Bedingungen wie in den Getrieben von Scania durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Reibung und Verschleiß zwischen Kupferberyllium und Bleihaltigem Messing ähnlich waren, was darauf hinweist, dass Kupferberyllium ein potenzieller Ersatz sein könnte. Darüber hinaus wiesen Nedox und Aluminiumbronze (APS) eine signifikant überlegene Verschleißfestigkeit auf und zeigten 97 % weniger Verschleiß im Vergleich zu Bleihaltigem Messing bei gleichbleibendem Reibungsniveau. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial zur Implementierung von bleifreien Materialien, um die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit in kritischen Anwendungen wie Getriebekomponenten zu verbessern.