Bygg- och rivningssektorn står för ca 30% av Sveriges avfall enligt svenska miljöinstitutet IVL. Bevarande av energi som går åt vid tillverkning av material är gynnsamt för miljön, vilket är syftet med återbruk. När stomelement i dagsläget demonteras förlorar de CE-märkningen och betraktas därefter som avfall. En metod inom cirkulärt byggande är återvinning, vilket innebäratt bryta ner produkten för att antingen skapa energi eller nytt material. Vid återvinning bevaras inte energin vilket innebär att energin som går åt att tillverka produkten från start går förlorad. För att nå de klimatmål som EU och Sverige har satt till framtiden är det viktigt för byggbranschen att sträva efter cirkulärt byggande, med fokus på återbruk och inte enbart återvinning. Detta examensarbetes syfte är att undersöka hur man kan öka återbruksförmågan av stomelement. I Sverige används återbruk i en liten skala. För att användningen av stomelement ska utvecklas i en större skala måste tekniska lösningar framkomma redan i projekteringsskedet. Oklarheter i regelverk kring klassificeringar av återanvända stomelement behöver tydliggöras för att öka återbrukspotentialen. Studien undersöker vilka möjligheter som finns idag av att bygga med återanvänt stommaterial, vilka hinder som uppstår och hur dessa problem kan hanteras. Detta undersöktes genom att intervjua respondenter med relevant kompetens i byggbranschen samt genom en litteraturstudie. Studien avgränsas till att undersöka stomelement i trä, stål och betong. Resultaten visade att potentialen för återbruksmaterial i dagsläget inte är god på grund av att det inte finns konkreta regelverk och incitament samt att materialtillgången är begränsad. Stommaterial har höga konstruktionskrav på sig vilket gör det svårt att återbruka. Vidare visade resultaten från studien att det för närvarande inte finns tydliga standardprovningar för att säkerställa stomaterialens kvalitet och hållbarhet. Därför har denna studie tagit fram en vägledande mall för att eventuellt minska förstörande provning samt agera som en guide för aktörer som vill återanvända stomelement men inte vet hur de ska gå tillväga. / The construction and demolition sector accounts for about 30% of Sweden's waste according to the Swedish Environmental Institute IVL. Conservation of materials and energy used in the manufacture of materials is beneficial to the environment, which is the purpose of reusing. When structural elements are currently dismantled, they lose their CE marking and are then regarded as waste. One method in circular construction is recycling, which means breaking down the product to either create energy or new material. During recycling, the energy is not conserved, which means that the energy used to manufacture the product from the start is lost. In order to achieve the climate goals that the EU and Sweden have set for the future, it is important for the construction industry to strive for circular construction, with a focus on reusing and not just recycling. The purpose of this thesis is to investigate how to increase the reusability of structural elements. In Sweden, recycling is used on a small scale. In order for the use of structural elements to be developed on a larger scale, technical solutions must emerge during the design phase. Uncertainties of regulations regarding classifications of recycled structural elements need to be clarified in order to increase the reusing potential. The study examines what opportunities there are today for building with reused structural materials, what obstacles arise and how these problems should be handled. This was investigated by interviewing respondents with relevant competence in the construction industry and through a literature study. The study is limited to examining structural elements in wood, steel and concrete. The results showed that the potential for recyclable materials is currently not good due to the lack of regulations, incentives and that the supply of materials is limited. Structural materials have high structural requirements, which make them difficult to reuse. Furthermore, the results from the study showed that there are currently no clear standard tests to ensure the quality and durability of the materials. Therefore, this study has developed a guiding template to possibly reduce destructive testing and act as a guide for companies who want to reuse structure elements but do not know how to proceed.

This master thesis was carried out at Scania CV AB. The focus for this thesis is the prediction of welding distortions that can cause problems in the manufacturing process of Scania's after-treatment system. The after-treatment system is mainly assembled by sheet metal plates of the ferritic stainless steel EN 1.4509. The plates are welded together. When welding, distortions and residual stresses occur, and they also depend on the sequence in the component was welded together. The distortions and residual stresses can cause tolerance related issues and a lower lifetime for the welded components. Experiments are expensive and therefore it is desirable to simulate the welding process, thereby controlling distortions and optimizing welding sequences. To simulate the welding process and predict the welding distortions a thermo-mechanical FE-model was created for two typical welds found on the after-treatment system. The first scenario was two thin plates welded onto each other in an overlap weld joint and the second scenario was a thin plate welded onto a thick plate in a overlap weld joint. After the FE-model was compared to the experiments. An optimization of the welding sequences was also made on a larger component typically found on the after-treatment system. The FE-model can predict the distortion shape with good accuracy for the T-fillet weld, while the model predicted a more symmetric distortion shape on the overlap weld compared to a more asymmetric shape found on the experiments, but the error is still not very large. The Fe-model can also be used to optimize the welding sequence for bigger components on the after-treatment system within a reasonable time span compared to doing the opimization manually in an experiment. / Detta examensarbete gjordes för Scania CV AB. Fokus for detta examensarbete har varit kvarvarande deformationer efter svetsning som kan skapa problem vid tillverkningen av Scanias avgasefterbehandlingssystem. Avgasefterbehandlingssystemet är till mesta dels konstruerat av stålplåtar av det ferritiska rostfria stålet EN 1.4509, plåtarna är svetsade ihop och då uppstår kvarvarande deformationer. När komponenter svetsas samman uppstår deformationer och restspänningar. Dessa deformationer och restspänningar är också beroende på i vilken sekvens komponenterna har svetsats ihop. Deformationerna och restspänningarna kan skapa problem med toleranser och sänka livslängden för komponenterna som sammanfogats. Experiment är kostsamma och därför är det önskvärt att simulera svetsprocessen, och därav kontrollera deformationerna som uppstår och optimera i vilken sekvens som komponenterna ska svetsas ihop. För att simulera svetsprocessen och prediktera de kvarvarande deformationerna efter svetsning så gjordes termo-mekanisk FE-model för två vanliga svetsscenarion för avgasefterbehandlingssystemet. Det ena scenariot är två tunna plåtar som svetsas ihop i en överlappande position och det andra var en tunn plåt som svetsas på en tjockare plåt. Ett experiment gjordes sedan för båda svetstyperna. Efter att svetstyperna hade jämförts med experimentet så gjordes en optimering av svetssekvensen för en större komponent likt komponenter funna på avgasefterbehandlingssystemet. Den termomekaniska FE-modelen kunde prediktera de kvarnvarande deformationerna och deras form med bra noggrannhet jämfört med experimentet med undantag för en deformationsform på de tunna plåtarna som var mer symmetrisk i FE-modellen jämfört med den asymmetriska formen i experimentet. FE-modellen kunde också användas för att optimera svetssekvensen för den större komponenten inom en rimlig tidsrymd.

Stål är ett vanligt förekommande konstruktionsmaterial som används i olika typer av byggnader. Det är ett material med vilket klena dimensioner kan användas för att åstadkomma stora spännvidder och fria ytor. Däremot mjuknar stål vid höga temperaturer vilket kan innebära allvarliga skador i form av kollaps. I förebyggande syfte är det därför viktigt att brandskydda stålkonstruktioner på ett korrekt sätt. Syftet med detta examensarbete har varit att undersöka vilket brandskydd som är mest kostnadseffektivt genom att jämföra olika brandskydd som tillämpas i industrihallar. Studien har utförts i samarbete med Blixthuset Stålhallar och innefattar ett av deras pågående projekt där branddimensionering behövde utföras. Brandskydden som har jämförts är överdimensionering av stålprofil VKR 250X250X10, brandskivor, brandmålning och brandisolering. Initialt har lasteffekten i rumstemperatur beräknats i enlighet med Eurokoderna. Därefter har lasteffekten i brandlastfallet beräknats, följt av att den kritiska ståltemperaturen tagits fram på respektive våningsplan för både mittpelare och fasadpelare. Vid jämförelse av lasteffekterna som beräknats fram har utnyttjandegraden identifierats och därmed har behovet av brandskydd blivit känt. När den kritiska ståltemperaturen och utnyttjandegraden har fåtts fram har offerter från företag kunnat efterfrågas och en kostnadsjämförelse har därmed blivit möjlig. Studien har visat att överdimensionering av stålpelare inte är en effektiv lösning då inte ens den tjockaste profilen VKR 400X400X16 var tillräcklig tjock för att uppnå brandkravet R60. Trots överdimensionering hade stålpelarna behövt ytterligare brandskydd för att klara av brandkravet. Det dyraste brandskyddet var montering av brandskivor, följt av brandmålning och brandisolering. / Steel is a commonly used construction material. It is a material where small dimensions can be used to achieve large spans and free spaces. Steel softens however when encountering high temperatures which can cause severe damage such as collapses. It is therefore with greatest importance that fire protection is designed correctly. This bachelor thesis contains a study that compares different fire protections for industrialbuildings in steel, and the purpose of the study was to find the most economic efficient fire protection. This study has been made in collaboration with Blixthuset Stålhallar where one of their projects needed fire protection to be designed. The fire protections being compared was over dimensioning steel column VKR 250X250X10, using fire gips, fire insulation and fire painting. Initially, the load effect in room temperature was designed according to the Eurocodes. Thereafter, the load effect in the fire load case was designed, followed by finding the critical steel temperature. When comparing the two load effects, the utilization could be recognized and consequently, the requisite of fire protection could be identified. When the amount of fire protection needed was determined, offers from different companies could be taken in for comparison. The study showed that oversizing is an inefficient solution of fire protecting the steel columns since even the thickest steel column VKR 400X400X16 was not thick enough to achieve the fire requirement R60. Despite oversizing the steel columns, other fire protection would still be needed. Furthermore, the study showed that the most expensive fire protection wasassembly of fire discs, followed by fire painting. The cheapest alternative was fire insulation.

The development of tool steels for making and shaping other materials requires a better understanding of the material's properties during manufacture. These high-quality steels include many alloying elements, which give increased hardness during tempering. For producing hardened microstructures, austenite generation is essential. The martensite formed by rapid quenching of austenite followed by tempering helps develop high strength steels. Studying carbide precipitation is a challenge as they are very small in size, present only in small volume fractions and high number densities. The carbide reactions are complicated due to so-called metastable carbides, which are only present as part of the precipitation process. This work focuses on model alloys with two main elements in addition to iron and carbon, molybdenum, and vanadium, to clarify and simplify the carbide characterization. This is done to determine the effect of molybdenum and vanadium carbides on the overall hardness. In this work, two model alloys, A and B, are tempered at 550°C and 600°C with the same vanadium content but different molybdenum contents. The hardness of the materials is evaluated and compared at these temperatures. A more detailed characterization work is done for material A with Scanning Transmission Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy (STEM-EDS) to understand the microstructure and analyze the precipitates. Simulations are performed with Thermo-Calc Prisma (TC-Prisma) to support the experimental work, which includes the simulation of the secondary carbide precipitation, mainly molybdenum carbides in material A tempered for 24h at 600°C, and predicts the carbide precipitation behavior in this steel. The results from STEM-EDS and TC-Prisma for material A, show that the small secondary carbides in the martensite contribute to the increased strength of material A. Due to the overaging of the carbides at 600°C, the hardness at 550°C is higher than at 600°C for material A. The given thesis work is an attempt to interpret the development of secondary carbides of Mo and V in the martensitic matrix and their role in the overall hardness. / Den ständiga utvecklingen av högpresterande stål för transport, konstruktion och energisektorn kräver bättre förståelse för materialets egenskaper vid tillverkning. Dessa martensitiska stål inkluderar många legeringselement vilket ger ökad hårdhet vid härdning och anlöpning. Att studera utskiljning av karbider är en utmaning eftersom de är närvarande endast i liten volymsfraktion. Karbidreaktionerna är komplexa till följd av så kallade metastabila karbider vilka endast är närvarande vid en del av utskiljningsförloppet. För att tydliggöra och förenkla karbidkarakteriseringen fokuserar detta arbete på modellegeringar med två huvudelement utöver järn och kol, molybden och vanadin. Detta görs för att fastställa effekten av molybden och vanadinkarbider på den totala hårdheten. I detta arbete studeras två modellegeringar, A och B, härdade och anlöpta vid 550 °C och 600 °C med samma vanadininnehåll men olika molybdeninnehåll. Materialens hårdhet utvärderas och jämförs vid dessa temperaturer. Ett mer detaljerat karaktäriseringsarbete görs för material A med hjälp av STEM-EDS för att förstå mikrostrukturen och analysera utskiljningarna. Simuleringar görs med TC-PRISMA för att stödja det experimentella arbetet, vilket inkluderar simulering av den sekundära karbidutskiljningen och predikterar karbidstrukturen i dessa stål. Resultaten visar att de små sekundärkarbiderna i martensiten bidrar till den ökade styrkan hos material A. Hårdheten vid 550 °C är högre än vid 600 °C för material A eftersom både utskiljningen av karbider är sker långsammare och även dislokationsåterhämtning.

This study aimed at defining useful guidelines for the design of an armored truck cab. Particularly, the quality and performance of ballistic steel were defined, considering not too high demanding requirements. Two steel grades, corresponding to hardness of 500 HB and 600 HB, and three different suppliers were selected. After dividing the truck cab into main areas, a FEM simulation was performed. The investigated model considered a specific standardized threat to impact against a double layer steel protection. Due to the high strain rates involved, the formation of adiabatic shear bands has been observed. However, the main purpose of the model was to find an ultimate thickness protection layout of armored steel plates. Thereby, the thicknesses to be attributed to the various components of the main areas could be estimated. Two alternatives were therefore hypothesized: the first considering the critical thickness case of penetration, and the second, an oversized version, supposed to be more resistant to penetration. It was thus possible to estimate the weight of the truck cab for the two above mentioned alternatives, and verify such hypothesized weight complied with the assigned requirement. A possible cutting operation was then considered in order to optimize the use of the steel plates. An estimation of the pre-series production costs of was finally derived. / Denna studie gjorde det möjligt att definiera användbara indikatorer och följa en möjlig multitasking-strategi för utformningen av en bepansrad lastbilshytt. Fallstudien syftade till att definiera kvalitet och prestanda av stål, vilket är ett av de vanligaste materialen för skydd, främst i de fall där kraven inte är så stora. Två stålkvaliteter motsvarande hårdhetsvärdena 500 HB och 600 HB valdes från var och en av tre materialleverantörer. Efter att ha delat upp truckhytten i några huvudområden startades en FEM-simulering med programvara från Impetus Afea. Modellen behandlade ett specifikt hot som var större än det önskade kravet på ett dubbelskiktsskydd. På grund av de inblandade höga deformationshastigheterna har bildningen av adiabatiska skjuvband observerats. Huvudsyftet med modellen var emellertid att hitta en ultimat skyddslayout för tjockleken, så att de tjocklekar som skulle tillskrivas de olika komponenterna i huvudområdena kunde härledas. Två alternativ antogs därför, det ena med tanke på den ultimata tjockleken och den andra med tanke på en skyddslayout som antas vara mer motståndskraftig mot penetrering. Det var således möjligt att uppskatta hyttens vikt för de två alternativen och kontrollera att den uppfyllde de fastställda kraven. Därefter övervägdes en möjlig skäroperation för att optimera användandet av de tillgängliga stålplattorna.

Vilken påverkan som upprepad rengöring av rostfritt stål 316L inom livsmedelsindustrin har gällande dess ytegenskaper, grad av metallfrisättning och korrosionsbeteende är delvis outforskat. Vid rengöring skapar en förhöjd temperatur, olika pH-värden hos rengöringsmedlen och kloridjoner (Cl-) från kranvatten eller desinfektionsmedel en potentiellt korrosiv miljö. Felaktiga rengöringsmetoder kan öka risken för lokal korrosion, såsom gropkorrosion, vilket även påverkar metallfrisättningen under produktion och transport. Därför är det viktigt för livsmedelsindustrin att ha pålitlig information om hur upprepad rengöring påverkar ytegenskaperna, graden av metallfrisättning och förändringar i korrosionsmotstånd för att säkerställa en säker produktionsmiljö. Syftet med denna studie var att undersökta effekterna av upprepad rengöring av rostfritt stål av typ 316L som används för att processa livsmedel. Genom att undersöka effekter av de individuella rengöringsmedlen, H2O2, NaOH, HNO3, och CH3CO2OH, var för sig samt i en sekvens (relevant för industriellt bruk) tillhandahölls information om förändringar i ytoxiden relaterat till användning av de olika kemikalierna.  Resultaten visar att upprepad rengöring förändrar den kemiska sammansättningen av ytoxiderna på den rostfria stålytan (XPS) efter individuell exponering för NaOH, HNO3 och den sekventiella metoden, men visade på ingen betydande skillnad efter individuell exponering för H2O2 eller CH3CO2OH. Ingen betydande förändring i ytmorfologi kunde heller observeras (LOM). En högre mängd frisatt metall observerades i NaOH, HNO3 och den sekventiella rengöringsmetoden jämfört med H2O2, och CH3CO2OH (AAS).  En uppskattning av de tvättade ytornas korrosionsbeteende i kontakt med livsmedel erhölls genom elektrokemiska tester i citronsyra och artificiellt kranvatten. Resultaten visade att rostfritt stål 316L efter upprepad rengöring hade en högre benägenhet för gropkorrosion vid kontakt med artificiellt tappvatten (PDP). Skillnaden i den passiva ytoxidens elektrokemiska egenskaper hos det rengjorda rostfria stålet 316L var liten vid simulering av livsmedelskontakt (EIS). / The influence of repeated cleaning of 316L stainless steel in the food industry is not fully understood in terms of surface properties, metal migration, and corrosion behavior upon repeated contact with food stuffs during production. During cleaning, high applied temperatures, different pH of the cleaning agents, and presence of chloride ions (Cl-) from e.g. the tap water, food stuff or disinfectants create a potentially corrosive environment. Improper cleaning procedures used to clean 316L stainless steel may increase the susceptibility of localized corrosion, such as pitting corrosion, affecting the metal migration during food production and transport. Improved understanding of how repeated cleaning treatments affect the surface properties, extent of metal migration, and the corrosion performance is, hence, vital for the food industry in order to ensure a safe production environment.  In this study, effects of repeated cleaning through different cleaning procedures provided by the industrial partners were investigated for 316L stainless steel (SS). The surface properties after repeated cleaning using five different cleaning procedures, four single solution procedures H2O2, NaOH, HNO3 and CH3CO2OH, and one sequential procedure including the four solutions in sequence, were further studied in the simulation of food contact using citric acid and artificial tap water.  From the results it was evident that the repeated cleaning procedures changed the surface oxide composition of 316L SS (determined by means of XPS) after exposure to NaOH, HNO3 single solution cleaning and the sequential cleaning procedures but no significant changes could be observed after cleaning in H2O2 and CH3CO2OH separately. No significant difference in surface morphology was observed when comparing samples before and after repeated cleaning (by means of LOM).  A higher amount of released metals was observed in the cleaning solutions from single NaOH solution, single HNO3 solution, and the sequential cleaning procedures (using AAS) compared with H2O2 and CH3CO2OH. After repeated cleaning, the electrochemical test (by means of PDP) results showed a somewhat greater tendency of 316L SS for pitting corrosion in contact with artificial tap water compared with citric acid. The observed differences in electrochemical properties of the passive film on the cleaned 316L SS was minor in the simulation of food contact applications (by means of EIS).

The automotive industry is reliant on accurate finite element simulations for developing new parts or machines and to achieve this, accurate material models are essential. Material cards contain input about the material model, and are significant; however, time-consuming to calibrate with traditional methods. Therefore a newer method involving Machine Learning (ML) and Feed-Forward Neural Networks (FFNN) is studied in the thesis. The direct application of calibration with FFNN has never been applied to calibrate the Swift hardening law and Barlat yield 2000 criteria, which is done in this thesis. All steps for calibration are performed to achieve a high-fidelity database capable of training the FFNN. The outline of the thesis involves four different phases; experiments, simulations, building the high-fidelity database, and building and optimizing the FFNN. The experiment phase involves tensile testing of three different types of specimens in three material directions with Digital Image Correlation (DIC) to capture local strain. The simulation phase is to replicate all the experiments in LS-DYNA and perform finite element simulation. The finite element models are simulated 100 times and, respectively, 1000 times with different material parameters within a specific range. This range has a lower and upper bound that covers the experimental results. The database phase involves extracting the data from a huge amount of simulations and then extracting the key characteristics from the force-displacement curve. The last phase is building the FFNN and optimizing the network to find the best parameters. It’s first optimized based on Root Mean Square Error (RMSE) and then points from the Swift hardening curve and Barlat yield 2000 criteria are compared with experimental points. The result shows that the FFNN with the high-fidelity database can predict material parameters with an accuracy of over 99 % for the hardening law at the points chosen for optimization and the anisotropy parameters are optimized to 97 % accuracy for the yielding points and Lankford coefficients. The thesis concludes that the FFNN can accurately predict the material parameters with real experimental data. The effectiveness of using this method is significantly faster than traditional methods because only one type of test is needed. / Bilindustrin är beroende av trovärdiga och noggranna finita element simuleringar för utveckling av nya komponenter eller maskiner, och för det behövs noggranna materialmodeller. Materialkort innehåller information om materialmodellerna och är av stor betydelse, men är tidskrävande att kalibrera med traditionella metoder. Därför är en ny metod som involverar Maskininlärning (ML) och Feed-Forward Neurala Nätverk (FFNN) undersökt i avhandlingen. Applikationen av att kalibrera med FFNN har aldrig blivit undersökt för ”Swift hardening law” och anisotropi kriteriet ”Barlat yield 2000”. Alla steg för att kalibrera materialet är utförda för att uppnå en högkvalitativ databas som är kapabel att träna ett FFNN. Arbetets översikt involverar fyra faser som är; experiment, simulationer, databasensuppbyggnad och utvecklingen samt optimeringen av FFNN. Experimentfasen involverar dragprov för tre olika geometrier i tre materialriktningar tillsammans med Digital Image Correlation (DIC) för att fånga lokala töjningspunkter. Simulationsfasen går ut på att replikera experimentfasen genom finita element simuleringar i LS-DYNA. Finita element modellerna är simulerade 100 respektive 1000 gånger med olika materialparametrar inom ett specifikt intervall med en övre och undre gräns som ska täcka experimentdatan. Databasfasen handlar om att extrahera data från de massiva antalet simuleringar och extrahera nyckelbeteenden från kraft-förflyttningskurvan. Den sista fasen är att bygga FFNN och optimera för att hitta bästa möjliga parametrar. Det är först optimerat baserat på Root Mean Squared Error (RMSE) och sedan punkter från Swift härdningskurvan och beteenden genererat från Barlat yield 2000 som är jämförda med experimentella värden som Lankfordkoefficienter och sträckgränser för rullningsriktningarna. Resultatet visar att ett FFNN med en högkvalitiativ databas kan estimera materialparametrar med en noggrannhet över 99 % för härdningskurvan för jämförelsepunkterna och med en 97 % noggrannhet för anisotropipunkterna som Lankfordkoefficienter och sträckgränser i rullningsriktningarna. Exjobbet avslutas med att dra slutsatsen att FFNN kan estimera riktiga materialparametrar med en viss noggrannhet. Effektiviteten av att använda metoden är betydligt snabbare än traditionella metoder eftersom det endast tar några sekunder att estimera parametrarna när datan är extraherad och enbart en typ av test behövs.

The development of technology in project planning has enabled more efficient work through easier interaction and handling of complex problems. Despite the technological advancements, many companies have not yet utilized its potential, and many areas within the construction industry are in need of streamlined work processes. This study examines the possibilities of automating the design process for joints in steel structures using digital tools and artificial intelligence (AI) technologies. The digital tools examined are Tekla Structures and IDEA StatiCa, and how they, along with the developed workflow, can streamline the design process and improve the accuracy and quality of the work. Interviews with designers and AI developers have mapped out the current usage of digital tools and the perspective on automating the design process. Several challenges and limitations with the implementation of AI have been identified, such as safety risks, the need for extensive data, and human integration. To ensure that the joints are correctly designed and constructible, it is important to maintain a balance between automation and human expertise. The report aims to propose a workflow for automating the design process of joints. The proposed workflow may include various AI algorithms to achieve the best possible optimization. Some algorithms mentioned in the report are machine learning, artificial neural networks (ANN), and evolutionary algorithms (EA). These algorithms are suitable for identifying and preparing data, reading, and finding complex patterns. Previous automation of the design process for joints using digital tools has shown to reduce the time required for modeling and designing. The developed workflow can provide improved efficiency, accuracy, and quality in the design process; however, further development is required to overcome the current limitations. / Teknikens utveckling inom projektering har möjliggjort effektiviserade arbeten genom lättare samspel och hantering av komplexa problem. Trots teknikens utveckling är det många företag som ännu inte utnyttjat dess potential och många områden inom byggbranschen är i behov av en effektiviserad arbetsprocess. I denna studie undersöks möjligheterna att automatisera dimensioneringsprocessen för knutpunkter i stålkonstruktion genom användning av digitala verktyg och artificiella intelligenta (AI) teknologier. Digitala verktyg som undersöks är Tekla Structures och IDEA StatiCa och hur de tillsammans med det framtagna arbetsflödet kan effektivisera dimensioneringsprocessen och förbättra noggrannheten och kvaliteten i arbetet. Intervjuer med konstruktörer och AI-utvecklare har kartlagt den nuvarande användningen av digitala verktyg och synen på automatisering av dimensioneringsprocessen. Det har identifierats ett flertal utmaningar och begränsningar med implementeringen av AI, faktorer som säkerhetsrisker, behovet av omfattande data och mänsklig integration. För att säkerställa att knutpunkterna är korrekt dimensionerade och byggbara är det viktigt med en balans mellan automatisering och mänsklig expertis. Rapportens mål är att ta fram ett förslag på ett arbetsflöde för automatisering av dimensioneringsprocessen av knutpunkter. Det förslagna arbetsflödet kan inkludera olika AIalgoritmer för att uppnå bästa möjliga optimering. Några algoritmer som nämns i rapporten är maskininlärning, artificiella neurala nätverk (ANN) och evolutionära algoritmer (EA). Dessa algoritmer är lämpade för att identifiera och förbereda data, läsa av och hitta komplexa mönster. Tidigare automatisering av dimensioneringsprocessen för knutpunkter med hjälp av digitala verktyg har visats minska tidsåtgången för modellering och dimensionering. Det framtagna arbetsflödet kan ge en förbättrad effektivitet, noggrannhet och kvalitet i dimensioneringsprocessen, dock krävs ytterligare utveckling för att överkomma de nuvarande begräsningarna.

The presence of non-metallic inclusions (NMIs) have critical effects on both the mechanical properties and machinability of steels. In the present thesis, one focus is to study the characteristics of deformed sulfides (MnS) for a stainless steel (3R65) and a tool steel (42CrMo4). Three groups of MnS inclusions were detected in the samples taken after deformation of the steel: i) type RS (sulfides with a Rod-like geometry), ii) type PS (sulphides with a plate-like geometry) and iii) type OS (oxy-sulfides). Here, the elongated inclusions present in both stainless and tool steels were studied more in detail using SEM to determine the tendency for the inclusions to break.  The results showed that three types of elongated MnS inclusions could be identified, namely UU, UB and BB. Here, ‘U’ represents the unbroken edge(s) of inclusion and ‘B’ represents the broken edge(s) of an inclusion. The presence of these three types of inclusions in samples collected both before and after a heat treatment was studied and the results showed that the heat treatment had a very small effect on the morphologies of the elongated MnS inclusions for both stainless steels (containing <0.1 mass % C) and tool steels (containing 0.42 mass % C).  In the second part of the thesis, the characteristics of chips after machining of a 157REM Ce-treated steel and a 157C reference steel was studied. Furthermore, the effect of the NMIs on the chip breakability during machining was determined. The results show that a Ce modification of a 157C steel transforms the NMIs from large size elongated inclusions to small size inclusion with a spherical shape. This leads to an improved machinability of 157C steels. In addition, a newly developed weight distribution of chips (WDC) method, based on the chip weight measurements, was used to determine the tendencies for breaking of chips. The results of this investigation showed that the chips that were obtained from the machining of 157C and the 157REM steels could be classified into the following three types: i) type I chips (with a geometry containing one arc) and having a weight of less than 0.08 g, ii) type II chips (with a geometry containing two arcs) and having weights between 0.08 g and 0.15 g, and iii) type III chips (with a geometry containing three or more arcs) and having weights larger than 0.15 g. From industrial experience, it is known that a high amount of small type I chips will lead to a good chip breakability. The results from the machining test show that the fraction of type I chips from machining of the 157REM steel (65 %) is smaller than from machining of the 157C reference steel (80 %) when using a lower feed rate of 0.4 mm/rev. However, when using a higher feed rate of 0.5 mm/rev, 40 % of the chips belong to type I small chips for the 157REM steel and 14 % for the 157C steel. Based on the conditions used in this study and the obtained results, the following is clear in order to reach the best machinability: i) it is most advantageous to use the 157C steel when using a lower feed rate of 0.4 mm/rev and ii) it is most advantageous to use the 157REM steel when using a higher feed rate of 0.5 mm/rev. / Närvaron av icke-metalliska inneslutningar (NMIs) har en betydande påverkan både med avseende på mekaniska egenskaper såväl som skärbarhetsförmågan hos stål. I denna avhandling är ett fokus att studera deformerade sulfider (MnS)  i ett rostfritt stål (3R65) och ett verktygsstål (42CrMo4). Tre grupper av MnS inneslutningar återfanns i stålproverna, som togs efter deformation av stålet: i) RS (sulfider som har en cylindrisk geometri), ii) PS (sulfider som har en platt geometri) och iii) OS (oxy-sulfider). Dessutom så studerades utdragna inneslutningar mer i detalj med användande av SEM undersökningar i syfte att studera tendensen till att dessa inneslutningar bröts sönder. Resultaten visade att tre typer av utdragna inneslutningar kunde identifieras, nämligen UU, UB och BB. Här representerar ‘U’ en ände av en inneslutning som inte brutits sönder och ‘B’ representerar en ände av en inneslutning som brutits sönder. Närvaron av dessa tre typer av utdragna inneslutningar studerades i prover som togs både före och efter en värmebehandling, men resultaten visade att en värmebehandling hade en mycket liten påverkan på morfologin hos de utdragna MnS inneslutningarna för både rostfria stål (innehållande <0.1 mass % C) och verktygsstål (innehållande 0.42 mass % C).  I den andra delen av avhandlingen så studerades karakteristiken hos spånor som bildats efter skärande bearbetning av ett 157REM (Ce-behandlat) modifierat stål och ett 157C referensstål som inte modifierats. Dessutom så studerades inverkan av icke-metalliska inneslutningar på spånbrytningen under den skärande bearbetningen. Resultaten visar att en Ce-modifiering av stålet omvandlar inneslutningarna från stora och utdragna geometrier till små inneslutningar med en sfärisk geometri. Detta leder till en ökad skärbarhet hos 157C stål. Spånbrytbarheten bestämdes också med användande av en nyutvecklad metod (WDC metoden) som baseras sig på att bestämma vikten av spånor. Resultaten av denna utvärdering visade att spånorna som erhölls från bearbetning av 157C och 157REM stål kunde klassificeras enligt följande tre typer: i) typ I spånor (en geometri som består av en bågform) som har en vikt som är mindre än 0.08 g, ii) typ II spånor (en geometri som består av två bågformar) som har en mellan 0.08 g och 0.15 g och iii) typ III spånor (en geometri som består av tre eller fler bågformar) som har en vikt som är större än 0.15 g. Baserat på industriell erfarenhet så är det känt att en stor mängd av små typ I spånor är kopplad till en bra spånbrytbarhet. Resultaten från skärbarhetstesterna visar att andelen typ I spånor från bearbetning av ett 157REM stål (65 %) är mindre än vid bearbetning av ett 157C referens stål (80 %), när en lägre matningshastighet av 0.4 mm/rev används. Däremot så visar resultaten att om en högre matningshastighet av 0.5 mm/rev används vid bearbetning, så är andelen typ I spånor 40 % för 157REM stålet och 14 % för 157C referensstålet. I syfte att erhålla bästa möjliga skärbarhet så är det fördelaktigt att använda ett 157C referensstål för den lägre matningshastigheten av 0.4 mm/rev, men att använda ett 157REM stål för en högre matningshastighet av 0.5 mm/rev.

Application of clean and ultraclean steels have shown to provide favourable mechanical properties for bearings and transmission components, specifically regarding fatigue performance, compared to conventional steel grades. Clean steels are characterized by containing a very low level of non-metallic inclusions. While this characteristic is beneficial for the fatigue strength, inclusions in steels have shown to be favorable for the machinability and therefore challenges during machining of clean steels can arise. In this thesis the machinability and tool wear mechanisms of ultraclean steel have been evaluated during longitudinal turning. The aim of the study was to determine how steel cleanness and inclusions impact different machinability aspects. This was achieved by performing a comparative study of three steel grades with different level of cleanness and inclusions characteristics. Four machining experiments were executed investigating the chip breakability, cutting force, tool life and cutting tool coating degradation. The machined inserts were then analysed using light optical microscopy, secondary electron microscopy and electron probe microanalysis. The result revealed that the ultraclean steel grade has the overall worst machinability with the lowest chip breakability, highest cutting forces, and lowest tool life for the investigated steels. Additionally, it was found that the inserts that machined the ultraclean steel and the calcium treated steel was exposed to severe crater wear. However, the coating degradation causing the crater wear differs between the two grades. For the ultraclean steel the wear rate of the entire chemical vapor deposition coating is high. In contrast, for the calcium treated steel only the top alumina layer degrades rapidly and the underlying titanium carbonitride layer have a low wear rate. / Användning av rena och ultrarena stål har visat sig ge gynnsamma mekaniska egenskaper för kullager och transmissionskomponenter, speciellt gällande utmattningsprestanda, jämfört med konventionella stålsorter. Rena stål kännetecknas av att de innehåller en mycket låg nivå av icke-metalliska inneslutningar. Denna egenskap är fördelaktig för utmattningshållfastheten, men däremot har inneslutningar i stål visat sig vara gynnsamma för bearbetbarheten och därför kan utmaningar uppstå vid bearbetning av rena stål. I detta arbete har bearbetbarheten och verktygsslitagemekanismerna för ultrarent stål utvärderats under längsgående svarvning. Syftet med studien var att fastställa hur stålets renhet och inneslutningar påverkar olika bearbetningsaspekter. Detta uppnåddes genom att utföra en jämförande studie av tre stålsorter med olika renhetsgrad samt inneslutningar. Fyra bearbetningsexperiment utfördes för att undersöka spånbrytbarheten, skärkraften, verktygets livslängd och nerbrytningen av skärverktygets beläggning. De bearbetade skären analyserades sedan med användning av ljusoptisk mikroskopi, svepelektronmikroskopi och elektronprobmikroanalys. Resultatet visade att den ultrarena stålsorten har den totalt sett sämsta bearbetbarheten med lägst spånbrytbarhet, högsta skärkrafter och lägsta verktygslivslängd av de undersökta stålen. Dessutom upptäcktes att skären som bearbetade det ultrarena stålet och det kalciumbehandlade stålet utsattes för kraftigt kraterslitage. Nedbrytningen av verktygs beläggningen som orsakar kraternötningen skiljer sig dock mellan de två stålkvaliteterna. För det ultrarena stålet är slitagehastigheten för hela beläggningen hög. För det kalciumbehandlade stålet bryts däremot endast det övre aluminiumoxidskiktet ned snabbt och det underliggande titankarbonitridskiktet har en låg nötningshastighet.