Reinforced rubber is thanks to its elastic and dissipative properties found in industrialapplications such as isolators, flexible joints and tires. Its dissipative propertied comes from material related losses which have the effect that energy invested when deforming the material is not retained when returning it back to its initial state. The materiallosses are in turn caused by interactions in the material on a level below the micro scale.These interaction forms a macro stress strain response that is dependent on both strainamplitude, strain rate and temperature.It is thus a challenge to accurately model components made of reinforced rubber andand features of interest related to them, such as the rolling resistance for a tire. It is also difficult to device general design guide lines for such components due to rubbers many and complex dependencies and a simple accurate phenomenological model for modeling these properties are highly sought for in industry today.This thesis presents a method for modeling the strain amplitude and strain rate behavior for cyclically loaded rubber along with a method of choosing its material parameters.The proposed modeling technique results in a model with the same frequencydependency over all strain rates. An approximation which is shown to be valid over a few decades of strain amplitudes and rates and is believed useful for many industrialapplications. The material model presented can in addition be implemented in commercial FEsoftwares by using only pre-defined material models. This was achieved by implementationof the overlay method. The thesis also presents a method for how to implement the modeling technique in simulations with purpose to determine the rolling resistance of a truck tyre. / Förstärkt gummi används, tack vare sina elastiska och dissipativa egenskaper, i industriella komponenter som exempelvis bussningar i drivlinan, däck och flexibla gummikopplingar. Dissipationen orsakas av materialförluster som i sin tur orsakas av interaktioner på längdskalor kortare än micro-nivå i materialet. Dessa Interaktioner resulterar i ett material som mekaniskt kan klassificeras som ett ickelinjärt material beroende av töjningsamplitud, töjningshastighet och temperatur. Det är därför en utmaning att göra modeller som på ett korrekt sätt förutsäger beteendet för gummikomponenter och egenskaper relaterade till dessa, som exempelvis rullmotståndet i ett däck. Det är även svårt att ge generella design riktlinjer för dessa komponenter på grund gummits många materialberoenden och enkla användvändbara fenomenologiska modeller som kan underlätta vid sådana processer är därför högt efterfrågade av industrin idag. I denna rapport presenteras en materialmodell för att modellera töjningsamplitud och töjningshastighetsberoendet för gummi under cyklisk last samt en metod för att välja dess materialparametrar. Den föreslagna materialmoddeleringstekniken resulterar i en modell med samma töjningshastighetsberoende för alla töjningsamplituder. En approximation som är användbar inom ett antal decader av töjningsamplituder och töjningshastigheter vilket borde vara tillräckligt för de flesta industriella tillämpningar idag. Den föreslagna materialmodellen kan dessutom implementeras i kommersiella FEprogramvaror genom att endast använda i programmet inbyggda materialmodeller. Detta sker genom tillämpning av overlay-metoden. I rapporten presenteras även en metod förhur modelleringstekniken kan implementeras genom en tillämpning i simuleringar med syfte att bestämma rullmotståndet för ett lastbilsdäck.

The finite element method and casting simulations have reached higher popularity and accuracy partly due to increase in computer power over the last couple of years. The increase in computer power has led to better simulations and hence a better reflection of reality. The development in simulations has made it possible to connect different kinds of physics and simulation tools, a type of multiphysics. In this work the connection between casting simulations and strength analysis (with finite element method) has been evaluated with focus on improving the computation accuracy at Scania.This work indicates that by implementing data from casting simulation into a strength analysis the result changes. These changes are local and often located in areas where the stress levels are large. This emphasise the importance of using casting simulation data in strength analyses. Furthermore there are a large room for improvement and some calibration should be executed before usage.A method has been developed on how to implement casting simulations into a strength analysis. This method requires a interdisciplinary connection between different groups at Scania. The result of this connection is not only a better simulation but also an exchange of knowledge regarding the product that is of interest for all involving groups. / Finita element metoden och gjutsimuleringar har utvecklats och blivit väldigt populära i och med den utveckling som har skett på dator sidan. Kraftfullare datorer har lett till att simuleringar idag mer och mer speglar verkligheten. Detta har lett till att kopplingar mellan olika simuleringsverktyg har börjat utvecklats, så kallade multifysik verktyg. I detta arbete har kopplingen mellan gjutsimuleringar och hållfasthetssimuleringar utvärderats i avseende att förbättra Scanias beräkningsprocess.Arbetet visar att genom att implementera data från gjutsimuleringar i en hållfasthetsanalys så kan beräknaren förvänta sig en förändring i resultat. Förändringen är lokal och till stor del lokaliserad i områden med höga påfrestningar. Detta visar på betydelsen av att i framtiden använda sig av gjutsimuleringsdata i hållfasthetssynpunkt. Vidare så finns det stora utvecklingsmöjligheter inom ämnet och viss kalibrering bör genomföras innan användning.Under arbetets gång har en metod utvecklats som beskriver hur kopplingen mellan gjutsimuleringar och hållfasthet bör genomföras. Metoden kräver ett tvärfunktionellt samarbete mellan olika grupper på Scania men resultatet är givande för alla inblandade. Detta då förståelse för hur komponenten beter sig är av betydelse för både gjutsimuleraren liksom hållfasthets-beräknaren.

It is established that paper properties depend on the loading rate. The rule of thumb is that the in-plane strength and stiffness increases about 10\%, when the strain rate increases by a factor of 10. Converting of paperboard into packages requires creasing of the paperboard followed by folding to make 3 dimensional packages. Crease response is controlled by in-plane properties, which contribute to the loading and the spring back of the crease which gives the paperboard its final geometry.  This work aims to characterize the rate and time dependent properties of paper, done by tensile testing at high strain rates of up-to 100 000 mm/min using an electro-mechanical testing machine. Also investigated in this work are the rate dependence and characterization of the plies for a deeper understanding of the contributing factors to this rate dependence. At the end of this work the aim is to retrieve the rate dependent behavior of the materials and compare them with the existing rule of thumb. In this work it was concluded that the rule of thumb is accurate for the ultimate strength of the material in the strain rate range of 10^4 to 10^1 strains/second. It was also observed that stiffness of the material increases, but at a rate lower than the stated rule of thumb. / Det är fastställt att pappersegenskaperna beror på belastningshastigheten. Tumregeln är att hållfastheten och styvheten i-planet styrkan och styvheten ökar med ökar med ca 10\%, när töjningshastigheten ökar med en faktor 10. Omvandling av kartong till förpackningar kräver att kartongen bigas och viks för att veckas följt av vikning för att göra 3-dimensionella förpackningar. Vikresponsen styrs av egenskaper i planet, som bidrar till belastningen och bigens återfjädring som ger kartongen dess slutliga geometri.  Detta arbete syftar till att karakterisera de hastighets- och tidsberoende egenskaperna hos papper, genom dragprovning vid höga töjningshastigheter på upp till 100000 mm/min med en elektromekanisk provningsmaskin. I detta arbete undersöks även hastighetsberoendet och karaktäriseringen av skikten för en djupare förståelse av de bidragande faktorerna till detta hastighetsberoende. I slutet av detta arbete är målet att få fram materialens hastighetsberoende beteende och jämföra dem med befintliga tumregler. Slutsatsen från detta arbete var att även att höga hastigheter så håller tumregeln att styrkan ökar 10\% när belastningshastigheten ökar en faktor 10.

The through-thickness mechanical behavior of paperboard is fundamental for converting operations and many end-use situations of paper-based products. High quality and uniformity of the through-thickness properties is ensured during paperboard manufacturing by use of on-line and laboratory quality control methods. One important test method used for quantifying the delamination strength of paperboard is the Scott bond type test [1]. In the Scott bond test, a swinging pendulum impacts an aluminum angle which is adhered to a paper sample. The loss of potential energy of the pendulum due to the rupturing of the paper piece is interpreted as the delamination strength of the paper material. Deviations and scatter of Scott bond values steer the production to maintain the desired strength of the material. The objective of this thesis is to minimize the scatter of data obtained from Scott bond type testing by building a better understanding of the method and the interaction between paperboard properties and Scott bond values. Scott bond testing of three-ply paperboard and splitted paperboard sheets were performed to enable testing of the whole construction as well as testing of the interfaces and the weakest ply separately. The Scott bond results were normalized with respect to the true delaminated surface of ruptured specimens to reduce the scatter of the results and to obtain a more accurate measurement of the delamination resistance of the material. The Scott bond sequence was also photographed using high-speed photography to explore the activated mechanisms during delamination of specimens. In addition, the 180 degree peel test and z-directional tensile test were performed to study the correlation between Scott bond values and the results from other quality control methods developed to measure the delamination strength of paperboard. The results show that normalizing the Scott bond data, by accounting for the true delaminated surface, and rejecting specimens that are impacted twice by the pendulum during the Scott bond sequence reduces the scatter of the data significantly. It also improves the correlation with the true delamination strength of the material measured using splitted paperboard sheets. Furthermore, the same procedure improves the correlation between Scott bond data and data obtained from peel testing and z-direction tensile testing. High-speed photography of the Scott bond sequence showed that variations of the delamination mechanism causes scatter of Scott bond data, which overestimates the measured delamination resistance of paperboard. The main conclusions from the thesis are that the scatter of Scott bond data can be minimized by normalizing Scott bond values with respect to true delaminated surface of ruptured specimens and by rejecting data from specimens that are impacted twice by the pendulum. The scatter of the data can also be reduced by being consistent with the chosen direction of the specimen by facing either the top ply or bottom ply upwards on the sample stage. / Pappersmaterials mekaniska egenskaper i tjockleksriktningen har stor betydelse för konverteringsprocesser och användning av pappersbaserade förpackningar. Under kartongtillverkningen säkerställs hög kvalitet och jämnhet av mekaniska egenskaper genom online mätningar och kvalitetstestning i laboratorium. En viktig mätmetod som används för att kvantifiera delamineringsstyrkan hos kartong är Scott bond-metoden [1]. I Scott bond-metoden slår en svängande pendel mot en aluminiumvinkel som fästs på ett pappersprov. Förlusten av potentiell energi hos pendeln på grund av pappersbitens brott tolkas som pappersmaterialets delamineringsstyrka. Avvikelser och spridning av Scott bond-data styr produktionen för att uppnå önskad styrka hos materialet. Syftet med denna avhandling är att minimera spridningen av data samlad från Scott bond-testning genom att bygga en bättre förståelse för metoden och interaktionen mellan kartongegenskaper och Scott bond-värden. Scott bond-testning av treskikts kartong och splittade kartongark utfördes för att möjliggöra mätningar av hela konstruktionen samt av gränsskikten och det svagaste skiktet separat. Scott bond-data normaliserades med avseende på den verkligt delaminerade ytan efter provbitarnas brott för att minska spridningen av resultaten och mäta materialets delamineringsstyrka med högre noggrannhet. Sekvensen fotograferades med hjälp av en höghastighetskamera för att undersöka de aktiverade mekanismerna vid delaminering av provbitar. 180 graders peel testning och dragprovning i tjockleksriktningen utfördes för att studera korrelationen mellan Scott bond-värden och resultaten från andra mätmetoder som utvecklats för att mäta delamineringsstyrka hos kartong. Resultaten visar att spridningen av Scott bond-data kan minskas avsevärt genom normalisering av Scott bond-data, där hänsyn tas till provbitarnas verkligt delaminerade yta, samt genom att utelämna resultat från prover som träffats två gånger av pendeln under Scott bond-sekvensen. Korrelationen med materialets sanna delamineringsstyrka som mättes genom testning av splittade kartongark förbättras då också. Samma procedur förbättrar dessutom korrelationen mellan Scott bond-data och data erhållen från peel testning och dragprovning i z-riktningen. Höghastighetsfotografering av Scott bond-sekvensen visade att variationer av delamineringsmekanismen orsakar spridning av Scott bond-data, vilket överskattar kartongens uppmätta delamineringsstyrka. De huvudsakliga slutsatserna från arbetet är att spridningen av Scott bond-data kan minimeras genom att normalisera resultaten med hänsyn till den verkligt frilagda ytan efter brott av provbitar samt genom att utelämna data från prover som träffats två gånger av pendeln. Spridningen av data kan också minskas genom att vara konsekvent med den valda riktningen på provbitar, där antingen det övre eller undre skiktet riktas uppåt vid testning.

Laminated pressboard is a structural electrical insulation material used in power transformers. Typical applications are areas in the power transformers where high mechanical forces are present such as pressrings or winding tables and cleats which support the electrical cables connecting the transformer windings to tap-changes and bushings. The main constituent of the laminated pressboard is pressboard, which is a cellulosic material with anisotropic material properties as a result of the manufacturing process. Three-point bending tests are performed to measure the bending stiffness and flexural strength of the laminated pressboard. The objective of this study was to investigate several underlying factors that affect the result in a three-point bending test of laminated pressboard and to better understand the failure mechanism. The main factor investigated was the compressive strength of the pressboard. At the same time, the density variations in the pressboard and thickness variations of the laminae in the laminated pressboard were also considered. Furthermore, the methods used were a compression test of the pressboard, finite element simulations of the compression test and three-point bending test, microscope measurements, and laminate theory calculations. The compression test provided information about the compressive response. The failure mechanism in the form of a band of localized shear deformation through the thickness indicated that a kink band failure occurred. A kink band simulation of the compression test was successfully calibrated. A parametric study showed that the pressboard´s yield strength and fiber misalignment angle significantly influenced the compressive strength. The main finding of the study was that the compressive strength of the pressboard in the three-point bending analysis had a significant effect on the flexural strength of the laminated pressboard. / Laminerad pressboard är ett material som används för att lagra elektriska laddningar och fungera som mekaniskt stöd för komponenterna i effekttransformatorer. Typiska applikationer är områden i effekttransformatorerna där höga mekaniska belastningar förekommer, som i pressringar eller lindningsbord och klossar som stödjer elkablarna som är kopplade till lindningskopplare och bussningar. Huvudbeståndsdelen i den laminerade pressboarden är pressboard, som är ett cellulosamaterial med anisotropa materialegenskaper. Trepunkts böjprov utförs för att mäta böjstyvheten och böjstyrkan hos den laminerade pressboarden. Syftet med denna studie var att undersöka flera bakomliggande faktorer som påverkar resultatet i ett trepunktsböjprov av laminerad pressboard, samt att öka förståelsen för brottmekanismen. Huvudfaktorn som undersöktes var kompressionshållfastheten hos pressboarden, medan densitetsvariationer i pressboarden samt tjockleksvariationer av skikten i den laminerad pressboarden också beaktades. De metoder som användes var kompressionstestning av pressboarden, FEM-simuleringar av kompressionstestet och trepunkts böjprovning samt mikroskopmätningar och laminatteoriberäkningar. Kompressionstestet fångade den kompressiva responsen hos presssboarden och felmekanismen i form av ett band av lokaliserad skjuvdeformation genom tjockleken, vilket indikerade att ett så kallat kink band-brott inträffade. En kink band-simulering av kompressionstestet kalibrerades, och en parametrisk studie visade att sträckgränsen och vinkeln av fiberorienteringen för pressboarden hade en tydlig påverkan på kompressionsstyrkan. Studiens främsta resultat var att i analysen av trepunkts böjprovet visades det att pressboardens kompressionsstyrka hade en betydande effekt på böjstyrkan hos den laminerade pressboarden.

In order to make sure that an engine can withstand the vibration loads, while the weight is kept as low as possible, some components on the engine are made of rubber. The stiffness of these rubber components are several orders of magnitude lower than the surrounding metal components, and the inclusion of rubber components affects the dynamic behaviour of the engine. Rubber also exhibit behaviours that makes it complicated to represent when performing the dynamic simulations required to determine the fatigue life of the engine components. The material is hyperelastic, and the stiffness is dependant on frequency and excitation amplitude. This master’s thesis has studied the GW/Retarder coolant pipe installation on a Scania engine, and how the dynamic behaviour of the pipes changes with the inclusion of rubber hoses. The purpose has been to identify the most efficient way to include the influence of the rubber hoses in frequency domain simulations with low stretch amplitudes. Several different modelling approaches have been tested, in order to determine the most suitable method for including the influence of the rubber hoses on the dynamic properties.  In order to verify the results from the simulations, data from testing on a shaker table has been used. In the end an approach is suggested for use in modal based frequency domain simulations. The conclusion is based on simulations on the full engine setup, along with tests on a different configuration in order to generalise the results for use in different situations. / För att försäkra sig om att en motor klarar av de vibrationslaster som den utsätts för, samtidigt som dess totala vikt hålls så låg som möjligt, är vissa delar på en motor gjorda av gummi. Dessa gummikomponenters styvhet är flera storleksordningar lägre än de omgivande metallkomponenternas styvhet, och de påverkar även motorns dynamiska beteende. Gummi uppvisar även egenskaper som gör det svårt att modellera för användning i de dynamiska simuleringar som utförs för att bestämma utmattningslivslängden på motorkomponenter. Materialet är hyperelastiskt, och dess styvhet är beroende av excitationsfrekvens och excitationsamplitud. I det här projektet har installationen av retarder- och kylarrören på en Scaniamotor studerats, och hur det dynamiska beteendet förändras när gummislangarna som kopplar ihop rören inkluderas. Syftet har varit att identifiera den mest lämpliga metoden för att inkludera gummislangarnas påverkan på de dynamiska egenskaperna, för simuleringar i frekvensdomänen med låg tänjningsamplitud. Flera olika tillvägagångssätt för att modellera gummislangarna har testats, för att bestämma vilken metod som är lämpligast för att inkludera gummislangarnas påverkan på de dynamiska egenskaperna. Data från mätningar gjorda på ett skakbord har används för att verifiera resultaten från simuleringarna. Ett tillvägagångssätt föreslås för användning i modbaserade simuleringar i frekvensdomänen. Slutsatsen baseras på simuleringar av hela motorn, samt simuleringar med en annan uppsättning för att generalisera resultatet för användning i andra sammanhang.

During its lifetime, a beverage package is subjected to a complex loading history where the loading, in general, is multiaxial. Hence, to optimize the performance of the package, knowledge of the material’s anisotropic multi-axial deformation and subsequent failure is necessary. This report presents a way to investigate the anisotropic loading and fracture of thin paper using bi-axial testing and to analyse the bi-axial test using the Finite Element Method. Getting thin paper to fracture in the central region, where the deformation and loading are bi-axial, proved difficult. To overcome this challenge, a new bi-axial specimen, with a specific sample preparation technique, is proposed and implemented in this specific project. This cruciform-shaped thin paper specimen was reinforced with laminating plastic everywhere but in the central region. This was done to avoid material failure in the notched radius area or the clamps, rather to facilitate a material failure in the central region of the material specimen. In order to simulate the bi-axial test, a Hill elastic-plastic material model was calibrated, and the material parameters were obtained from uniaxial tensile tests. When subjected to bi-axial loading, the proposed cruciform-shaped specimen fractured systematically and repetitively for the different load cases studied. Moreover, the Hill material model captured the force vs. displacement curve from the experimental results well but overestimated its values. The overestimation was mainly due to sliding during the experimental tests. / Under sin livstid utsätts en kartongförpackning för olika fleraxliga belastningar. Därför är det viktigt att ha bättre förståelse för materialets anisotropa brottbeteende för att kunna optimera förpackningens prestanda. Detta projekt fokuserar på att hitta en metod för att undersöka brott av ett tunt papper under fleraxlig belastning med hjälp av bi-axiella dragprov och därefter simulera det bi-axiella provet med finita element-metoden.  Det har visat sig vara svårt att få tunt papper gå sönder i de områden av provstavar där spänningstillståndet kan beskrivas som bi-axiellt. Oftast sker brott vid spänningskoncentrationer. För att komma runt denna utmaning föreslås en ny bi-axiell provstav. I denna är provstaven förstärkt med laminerad plast överallt förutom i mitten där det önskvärda spänningstillståndet råder. För att simulera det bi-axiella dragprovet, kalibrerades Hills elastiskt-plastiska materialmodell och materialparametrarna bestämdes med hjälp av enaxlig dragprov.  Den designade provstaven utsättes för olika bi-axiella laster och brott initierades på rätt ställe i provstaven på ett systematiskt och repeterbart sätt. Kraft-förskjutningskurvan från experimenten kunde beskrivas väl av simuleringarna, men värdet på kraften överskattades. Detta på grund av glidning mellan provstaven och greppet under försöken i den bi-axiella provningsmaskinen.

There has been a considerable increase in the usage of paper products due to its sustainability in the product cycle. Many environmental and process variables can affect the mechanical behavior of paper from its making to finished products. Of these variables, moisture is of particular importance and strongly influences both papermaking, converting, and end-use of the paper products. Experimental investigations at different humidity levels reveals that normalized in-plane constitutive parameters, such as elastic parameters and the linear hardening modulus, in both MD and CD1) follow a linear relationship with normalized moisture ratio. This relation is found to be acceptable for a wide range of commercial paperboards. To capture this observation, a novel material model with orthotropic elasticity and anisotropic hardening2 is proposed. An associative flow rule for the evolution of plastic strain is proposed. The proposed flow rule is such that all stresses contribute to plastic flow rather than an effective stress. A simple version using anisotropic linear hardening is implemented. The mechanical properties, such as elastic parameters and hardening moduli are considered functions of the moisture ratio. An implicit variant of the material model is implemented in LS-DYNA®. The simulations with the proposed material model at different humidity levels follow the experimental results well for uniaxial loading, but discrepancies are obtained for simulation of biaxial loading tests. The moisture is assumed constant in the proposed model since the experiments are done in a moisture-controlled environment. / Användningen av pappersprodukter har ökat avsevärt på grund av dess hållbarhet i produktcykeln. Många miljö- och processvariabler kan påverka papperets egenskaper från tillverkning till färdig produkt. Av dessa variabler är fukt särskilt viktig och fukt påverkar kraftigt både tillverkning, konvertering och slutanvändning av pappersprodukter. En experimentell undersökning vid olika fuktighetsnivåer visar att normaliserade konstitutiva parametrar, såsom elastiska styvheter och tangentmodulen i papperets plan i både MD och CD, uppvisar ett linjärt samband som funktion av normaliserad fuktkvot. Detta samband har visat sig vara en god approximation för ett stort antal kommersiella kartonger. En ny materialmodell baserad på ortotrop elasticitet och anisotropt hårdnande föreslås med hänsyn till detta. En associativ flytlag för plastisk deformation föreslås. Den föreslagna flytlagen är sådan att alla spänningar bidrar till den plastiska deformationen snarare än effektivspänningen. En enklare version baserad på linjärt anisotropt hårdnande har modellerats. De mekaniska egenskaperna såsom styvhet och hårdnandemodul anses vara funktioner av fuktkvoten och följa de linjära sambanden. En implicit variant av materialmodellen är implementerad i LS-DYNA®. Simuleringar med den föreslagna materialmodellen vid olika fuktkvoter följer de experimentella resultaten väl vid enaxlig belastning medan vissa avvikelser uppträder vid tvåaxlig belastning. I den föreslagna modellen antas fukten antas vara konstant eftersom de bakomliggande experimenten genomfördes i en fuktkontrollerad miljö.

This master thesis project was carried out at a large international company in the forest industry. The company is currently interested in producing sheet formed composite materials with high wood fibre content that can be further processed and formed using conventional compression moulding. The goal of this project was to investigate how the compression moulding temperature and compression moulding hold time influence the mechanical properties of the material, as well as comparing different compositions of the composite material. By a series of preparation tests, an appropriate pre-heating method was developed and the compression moulding parameters to be tested were determined. The mechanical properties to evaluate were tensile properties, flexural properties, short bend test properties and impact strength. Testing was based on ISO- standards with minor adjustments. The tests showed that the mechanical properties increased with a higher moulding temperature. An increased moulding hold time led to increased mechanical properties as well, but not as significantly as the temperature. The density of the compression moulded composite was the most important factor for the mechanical properties. Comparisons between the tested composite compositions showed that a higher polymer content is favourable. Additionally, using long wood fibres with low lignin content had some advantages compared to short fibres with high lignin content. / Detta examensarbete utfördes hos ett stort internationellt företag inom skogsindustrin. Företaget är just nu intresserad av att tillverka kompositmaterial med högt träfiberinnehåll i form av fibrösa mattor som kan formas med konventionell formpressning. Målet med detta projekt var att undersöka hur formpressningstemperaturen och formpressningstiden påverkar de mekaniska egenskaperna hos materialet, och samtidigt jämföra olika sammansättningar av kompositmaterialet. Genom en serie av förberedelsetester bestämdes en passande förvärmningsprocess samt vilka formpressningsparametrar som skulle undersökas. De mekaniska egenskaperna som undersöktes innefattade dragprov, 3-punkts böjprov, 3-punkts böjprov med kort avstånd mellan stöd samt slagseghet. Provningen baserades på ISO-standarder med vissa nödvändiga justeringar. Provningen visade att de mekaniska egenskaperna förbättrades vid högre formpressningstemperaturer. En ökad formpressningstid förbättrade också de mekaniska egenskaperna, men inte i samma utsträckning som temperaturen. Utvärderingen visade att den viktigaste faktorn för de mekaniska egenskaperna var densiteten. Jämförelsen mellan olika sammansättningar visade att en högre polymerhalt var att föredra, samt att vissa fördelar fanns med att använda långa träfibrer med lågt lignininnehåll istället för korta träfibrer med högt lignininnehåll.

For dynamical systems having several degrees of freedom, motion in one direction can induce motion in the other and/or vice versa. This means that there is a certain coupling between these two motions. Coupling can in some cases be a source of instability that causes self-excited vibrations in rotating machinery. In modeling hydropower rotors, couplings other than those that are the result of gyroscopic effect are normally not considered. This is due to the complexity of the reasons for coupling which mainly depends on machinery hardware, for example, the bearing's design (type) and the asymmetry in machine components. In this thesis, couplings due to bearings and gyroscopic effect were studied analytically and numerically. The performed studies include mathematical modeling and numerical simulation of some cases examples. Plain cylindrical hydrodynamic journal-bearing was modeled as a fluid-film lubrication separating the rotor from the stationary rigid bearing. Both nonlinear and linear fluid-film forces were considered in the analyses. In case of tilting-pad bearings, the fluid-film and the flexible support structures were modeled as linear stiffness while neglecting the pads inertia and the fluid-film damping.Plain cylindrical hydrodynamic journal-bearings provide high damping to the rotor system, but they also cross couple the rotor translational motions. Cross coupling is the main source of oil induced instability; therefore, the rotor speed should not exceed the speed at which oil-induced instability occurs. The inherent nonlinearity of plain cylindrical hydrodynamic journalbearings becomes strong for eccentricities greater than 60% of the bearing clearance, where most existing linear models are not able to accurately predict the rotor trajectory. Strong nonlinearities together with cross coupling are the source of complex dynamics in fluid-film journal bearings. Paper A concerns analysis of the dynamic behavior of a rigid symmetric rotor that is supported by two identical finite-length journal bearings at high eccentricities. The journal bearing impedance descriptions method, a method that is valid for all bearing aspect ratios and all eccentricities, was used to evaluate linear analysis of the rotor steady-state imbalance response. The results show that linear bearing models derived from the nonlinear impedance descriptions of the Moes-cavitated (π - film ) finite-length bearing can predict the steady-state imbalance response of a rigid symmetric rotor that is supported by two identical journal-bearings at high eccentricities. This is, however, only the case when operating conditions are below the threshold speed of instability and when the system has period one solutions. The error increases in the vicinity of resonance speed. The gyroscopic coupling effect on oil whirl instability and journal trajectories was analyzed in Paper B. The same linear and nonlinear bearing models from Paper A were reused here, and the flexible non-symmetric rotor that is supported by two identical finite-length journal-bearings was modelled by finite element method. The results show that the instability threshold of a rigid non-symmetric rotor-bearing system depends on the low stability characteristics of the less loaded bearing. However, when shaft flexibility and the gyroscopic coupling effect are taken into account, the instability threshold increases. The gyroscopic coupling effect not only increases the instability threshold, the magnitude of journal trajectories also significantly increases. This is normally not a preferable condition since high vibrations will induce heat and stress in babbited bearings. Rotor imbalance has a positive effect on flexible non-symmetric rotors; it enables the rotor system to be operated beyond its threshold speed of instability with reduced vibration amplitudes.Tilting pad journal-bearing has low cross coupling between the rotor's translational (lateral) motions. Vertical rotors and shafts designed to transmit thrust are equipped with thrust bearing. Paper C focuses particularly on modelling and analyzing the thrust bearing's dynamic influence on vertical rotors. A case study on an existing vertical hydroturbogenerator is presented. Results show that the tilting-pad thrust bearing influences the system's second and third natural frequencies. But in this case, the system's first natural frequencies were not influenced by the thrust bearing. The rotor second natural lateral vibration mode shows that the rotor system without thrust bearing has larger vibration amplitude at the exciter location than the rotor system with thrust bearing. The thrust bearing stiffening effect at rotor second natural bending mode has also resulted in reduced vibration amplitude of the rotor at the exciter location. The main observation is that the thrust bearing generates a stiffening moment which is directly proportional to the rotor's angular motions at thrust bearing location. The results obtained from the conducted studies are useful during the design process for new hydropower rotor-bearing systems and for maintaining old existing hydropower plants. The developed models can serve as a simulation tool during design modifications or during analysis of failures. Due to the large scale of real hydropower units, simulations are useful because they are more time and cost-efficient than running full-scale experiments. They also facilitate analysis of a large number of operating conditions and design modifications.