Betongpelare är en vanlig del i konstruktioner inom bygg-och anläggningsbranschen och kräver normalt en stor mängd armeringsjärn för att säkerställa dess styrka och stabilitet. Vid dimensionering av slanka betongpelare ska hänsyn inte bara tas till första ordningens moment och deformationer utan även andra ordningens teori ska beaktas. För att dimensionera förandra ordningens moment beskriver Eurokoderna tre olika metoder, en generell metod samt två förenklade metoder: nominell styvhet och nominell krökning. Dimensionering kan ske förhand eller med datorprogram. FEM-Design, som är ett avancerat analysprogram, baseras på finita elementmetoden som är en numerisk analysmetod och ett av de vanligaste sätten att beräkna fysikaliska fenomen. FEM-Design kan ofta ge ett bättre och säkrare resultat då handberäkningar approximerar för att de ska vara hanterbara.I arbetet jämförs beräknad armeringsmängd mellan handberäkningar med nominell styvhet,nominell krökning samt analysprogrammet FEM-Design. Arbetet har gjorts för att undersöka skillnaden i armering och därmed kunna avgöra vilken metod som ger minst respektive mest mängd armering. Betongpelarna som undersöks är slanka och har tre olika upplagsförhållanden, varje upplag belastas med tre olika belastningsfall. Beräkningarna är utförda enligt Eurokod 2 och resultatet blev att FEM-Design gav i sju av nio fall lägst andra ordningens moment. I åtta av nio fall gav FEM-Design lägst mängd armering medan nominell styvhet gav störst andra ordningens moment och störst mängd armering i samtliga fall. Nominell krökning gav ett andra ordningens moment som var nära FEM-Designs resultat medstörsta skillnaden på 30%. Beräknad armering för nominell krökning växlade mellan attstämma överens mest med nominell styvhet och FEM-Design. Utifrån resultatet har även skillnaden i pris på armering beräknats fram där nominell styvhet är det dyraste alternativet.FEM-Design är 61% billigare än nominell styvhet medan nominell krökning är 51% billigareän nominell krökning.Jämförelsen visar att nominell krökning kan i dessa belastningsfall som har undersökts ansesvara den bästa metoden av handberäkningarna men FEM-Design anses vara den bästa av samtliga metoder i detta arbete. Slutsatsen som kunde dras var att båda de förenklade handberäkningsmetoderna överdimensionerar armeringsmängden i pelarna och därmed anses FEM-Design som det bästa alternativet. FEM-Design gav inte bara minst armering och därmed lägsta armeringskostnaden utan dimensioneringen tog också kortast tid. / When designing slender concrete columns where the second-order theories need to be considered, the Eurocodes describe three different methods; a general method and two simplified methods - nominal stiffness and nominal curvature. Designing can be done manually or with programs. FEM-design, an advanced analysis program, is based on the finiteelement method, which is a numerical analysis method and is one of the most common ways to calculate big and complex problems. FEM-Design often provides more reliable results compared to calculations done by hand, which involve approximations to make them manageable.In this study the calculated reinforcement quantities are compared with hand calculationsusing the nominal stiffness, nominal curvature and FEM-Design. The purpose is to investigatethe difference in reinforcement and determine which method requires the least amount of reinforcement. The investigated columns are slender and have three different boundary conditions, each subject to three different load cases. The calculations are performed according to the Eurocode 2. The results show that in seven out of nine cases the FEM-Design method produced the lowest second-order moments. In eight out of nine cases, FEM-Design resulted in least amount of reinforcement, while nominal stiffness resulted in the highest second-order moments and greatest amount of reinforcement in all cases. Nominal curvature generally produced second-order moments that were close to FEM-Design, the largest difference being 30%. Regarding the calculated reinforcement , nominal curvature varied in agreement with nominal stiffness and FEM-Design. The cost of reinforcement was also analyzed, with nominal stiffness being 51% more expensive than nominal curvature and 61% more expensive than FEM-Design. Nominal curvature was the preferred manual method, but FEM-Design emerged as the best overall method, offering both minimal reinforcement and shorter design time.

Intresset för flervåningshus i trä ökar stadigt. Trä är ett lätt och mjukt material vilket är problematiskt med avseende på stomstabilisering och horisontella deformationer. Syftet har varit att undersöka förbandstyper för KL-trä och huvudfrågan var hur stommens horisontella deformationer påverkas av infästningstyperna och deras styvhet. En jämförande studie av självborrande skruvar och beräkning av deras förskjutningsmodul har utförts. En modell på 22 våningar med en stomme av KL-trä modellerades i RFEM. Analyser genomfördes för olika värden på förskjutningsmodul för att kunna jämföra de horisontella deformationerna. Resultatet visade på att deformationerna blev små och att skillnaden mellan olika förskjutningsmoduler gav en knappt märkbar skillnad i horisontell deformation, trots att variationen av värdet på förskjutningsmodulerna var stor. Detta kan förklaras av att modellen i sig är väldigt stabil, vilket främst skulle kunna bero på fasadelementens vertikala förskjutning och höjd. Andra bidragande orsaker var att modellen saknade urtag för dörrar och fönster, KL-elementens tjocklek samt att pågjutning av betong applicerades på varje våning. / The interest for multi storey buildings with timber is growing. Timber is a material that is light and ductile, characteristics that make timber a challenging material in terms of horizontal stabilization and horizontal displacements. The purpose was to examine connectors for CLT and the main question was how the horizontal displacement of the frame is affected by the connectors and their stiffness. A parametric study for self-tapping screws and calculation of their slip modulus was carried out. A model of a 22-storey building with a CLT frame was modelled in RFEM. Analyses were run for different values of the slip modulus for comparison of the horizontal displacements connected to each slip modulus. The results show that the deformations were small and that the differences in slip modulus only caused small differences in horizontal deformations even though the variation in slip modulus was wide. The reason for this could be due to the modelling; the model in itself is very stiff, possibly as a result of the façade panels’ vertical adjustment and height. Other factors contributing were the lack of openings for doors and windows in the model, the thickness of the CLT panels as well as the concrete decks on all floors.

In high rise towers, reinforced concrete elevator shafts with coupling beams are extensively used as a principal structural element to resist lateral loads. The lateral load resistance of the tower is dominantly dependent on the stiffness of the load-bearing walls, and coupling beams connecting them. In an interest to study the reduction in the stiffness of high rise tower due to cracking in the coupling beams, variability in the reinforcement content, concrete grade and the effect of joint flexibility at the beam-wall intersection, this master thesis presents the analytical and finite element approaches to determine the equivalent height of the concrete coupling beams and the overall global stability of the high-rise tower. A comprehensive parametric study on 240 combinations of reinforced concrete coupling beams and 48 models of the global tower has been carried out to backtrack the effective stiffness of the RC coupling beams from the load-deflection curve. As a result, the stiffness and the equivalent height of coupling beams are computed and plotted as a function of the concretegrade, reinforcement content and aspect ratio. Additionally, the tip deflections of the towers for both the cracked & reinforced and un-reinforced & un-cracked models are also plotted as functions of the concrete grade, reinforcement content and aspect ratio.The obtained results show that the stiffness ratio and the ratio of the equivalent height to the normal height increase with the increase in the longitudinal reinforcement ratio and aspectratio but decrease with an increase in the concrete grade for both analytical and finite element methods. The tip deflection of tower is not significantly affected by an increase in the reinforcement content of slender coupling beams and vice versa for both the analytical and the finite element method. Independently of the slenderness of the composing coupling beams, the stiffness increases significantly with an increase in the concrete grade. These results show a good picture on how to choose the equivalent height in the model with no reinforcement. So, the developed diagram will be a more practical method for the designer of awhole building at the early stage design. Thick coupling beams need to be reinforced to reach the gross section’s stiffness while slender sections will have a higher stiffness with reinforcement. This would help the designer to find a more rational model without reinforcement. Using Hans Petersson’s analytical method, regarding the joint flexibility at the beam wall intersection, to exploit the full capacity of a concrete coupling beam section, the stiffness should be reduced. For global models, independently of the slenderness of the composing coupling beams, the stiffness increases significantly with an increase in the concrete grade. / I höghus används hisschakt av armerad betong tillsammans med kopplingsbalkar i stor utsträckning som främsta konstruktionselement för att motstå horisontella laster. Tornets horisontella bärförmåga är beroende av analytiska studier och studier med finita element metoden styvheten hos de bärande väggarna, och kopplingsbalkarna som förbinder dem. För att studera minskningen av styvheten i höghustorn på grund av sprickbildning i kopplingsbalkar, variationen i armeringsmängden, betongkvaliteten och effekten av ledflexibilitet vid balk-vägg-knutpunkten, presenterar detta examensarbete kopplingsbalkarnas effektiva styvhet och höghusets globala stabilitet. En omfattande parametrisk studie på 240 olika kombinationer av armerade kopplingsbalkar och 32 modeller av ett höghus har genomförts för att härleda den effektiva styvheten i de armerade kopplingsbalkarna från last-deformationskurvan. Som ett resultat beräknas styvheten och den ekvivalenta höjden av kopplingsbalkarna och plottas som funktion av betongkvaliteten och armeringsmängden. Dessutom modelleras höghuset för både spruckna & armerade kopplingsbalkar samt oarmerade & ospruckna kopplingsbalkar för att erhålla utböjningen av höghusets topp. Resultatet plottas som funktion av betongkvaliteten och armeringsmängden. De erhållna resultaten visar att styvhetsförhållandet och förhållandet mellan ekvivalent höjd till normal höjd ökar med mer längsgående armering och tvärsnittsförhållandet men minskar med en ökning av betongkvaliteten för både den analytiska och finita elementmetoden. Utböjningen av höghusets topp påverkas inte nämnbart av en ökning av armeringsmängden i de slanka kopplingsbalkarna och vice versa för både den analytiska och finita elementmetoden. Oberoende av slankheten av kopplingsbalkarna ökar styvheten betydligt med en ökning av betongkvaliteten. Dessa resultat visar en bra bild på hur man väljer ekvivalent höjd i modellen utan armering. Därmed kommer det framtagna diagrammet vara en mer praktisk metod för att i ett tidigt skede konstruera en hel byggnad. Tjocka kopplingsbalkar måste armeras för att nå tvärsnittets styvhet medan smala tvärsnitt kommer att ha en högre styvhet med armering. Detta skulle hjälpa konstruktören att hitta en mer rationell modell utan armering. Med hjälp av Hans Peterssons analytiska metod, angående ledflexibiliteten vid balk-väggknutpunkten, bör styvheten minskas för att utnyttja den fulla kapaciteten hos en betongkopplingsbalk. För globala modeller, oberoende av de slanka kopplingsbalkarna, ökar styvheten betydligt med en ökning av betongkvaliteten.

In order to satisfy the mechanical requirements for space structures, achieving lightweight designs is of the greatest significance. The primary focus of this study is the utilization of Kelvin cell core in the design of sandwich structures for space applications. The research encompasses a variety of production techniques, analyzes, and tests related to the design of sandwich structures with Kelvin cells as the core material. While a variety of configurations are evaluated in a general sense, particular configurations are examined in greater extensive detail. In this context, the structure's bending stiffness, compression stiffness, and vibration characteristics are analyzed. The analytical procedure begins with a simplified structure analysis, followed by the modeling of the actual geometry. According to applicable standards, stiffness values are calculated based on the deflection results of the analyzes. However, it is important to note that the tests performed on the modeled structures are conducted in a laboratory environment using additively manufactured samples. This permits a comparison between the obtained test results and the findings of the analyzes, shedding light on the effect of the manufacturing method. This study demonstrates that the honeycomb sandwich structure is superior in terms of overall stiffness. In addition, a specially designed reinforced Kelvin Cell structure possesses exceptional bending rigidity properties. In light of these findings, it is clear that the combination of Kelvin Cell core and specific reinforcement strategies has the potential to improve the mechanical performance of sandwich structures. In addition, the deformation results revealed by the analyzes showed that the structure can be deformed in large amounts in directions other than the direction of the force it is exposed to. This situation is of great importance for damping in space applications. As a result of vibration analyzes and tests, the effect of stiffness and mass increase in a certain direction on natural frequencies has been revealed, and with 3-point bending tests, the facing elastic modulus and core shear modulus values of the structure have been determined separately and its effect on the sandwich structure has been shown. Accordingly, this study examined and evaluated many aspects of the possible role of the Kelvin Cell in space applications. / För att tillgodose de mekaniska kraven på rymdkonstruktioner är det av största vikt att uppnå lätta konstruktioner. Det primära fokuset för denna studie är utnyttjandet av Kelvin-Cellkärna vid design av sandwichstrukturer för rymdtillämpningar. Forskningen omfattar en mängd olika produktionstekniker, analyser och tester relaterade till design av sandwichstrukturer med Kelvin-Celler som kärnmaterial. En mängd olika konfigurationer utvärderas generellt, medan vissa specifika konfigurationer undersöks mer utförligt på detaljnivå. I detta sammanhang analyseras strukturens böjstyvhet, kompressionsstyvhet och vibrationsegenskaper. Den analytiska proceduren börjar med en förenklad strukturanalys, följt av modellering av den faktiska geometrin. Enligt gällande standarder beräknas styvhetsvärdena baserat på strukturanalysens resultat. Det är dock viktigt att notera att de tester som utförs på de modellerade strukturerna utförs i en laboratoriemiljö med hjälp av additivt tillverkade prover. Detta möjliggör en jämförelse mellan de erhållna testresultaten och resultaten av analysen, vilket belyser effekten av tillverkningsmetoden. Denna studie visar att sandwichstrukturen honeycomb är bäst när det gäller total styvhet. Dessutom har en specialdesignad förstärkt Kelvin-Cellstruktur exceptionella böjstyvhetsegenskaper. I ljuset av dessa fynd är det tydligt att kombinationen av Kelvin-Cellkärna och specifika förstärkningsstrategier har potential att förbättra den mekaniska prestandan hos sandwichstrukturer. Dessutom visade deformationsresultaten från analyserna att strukturen kan deformeras till hög grad i andra riktningar än den kraft som den utsätts för. Denna iaktagelse är av stor betydelse för dämpning i rymdapplikationer. Som ett resultat av vibrationsanalyser och tester har effekten av styvhet och massökning i en viss riktning på naturliga frekvenser upptäckts, och med 3-punkts böjtester har konstruktionens elasticitetsmodul och skjuvmodulsvärden bestämts separat och dess effekt på sandwichstrukturen har visats. Följaktligen undersökte och utvärderade denna studie många aspekter av Kelvin-Cellens möjliga roll i rymdtillämpningar.

Most strength grading machines on the European market use an averagemodulus of elasticity (MOE), estimated on a relatively large distance along awood member, as the indicating property (IP) to bending strength. Theaccuracy of such grading machines in terms of coefficient of determination israther low at R2 ≈ 0.5. This research is motivated by a desire to increase theaccuracy of the strength grading in the industry today. The aim of the presentstudy is to contribute knowledge of local variation in bending stiffness/MOEwith high resolution and thus locate weak sections due to stiffness reducingfeatures (the most important is knots) for structural timber.The present study introduces three methods that involve structural dynamics,classical beam theory and optical measurement to assess local wood stiffness.Specifically: The dynamic method, in which a wood member is treated as an ordinaryphysical structure and the local stiffness is studied by exploring itsdynamic properties. In Method II, a bending MOE profile is established based on local fibre angle information. The local fibre orientation is detected through highresolution laser scanning based on the tracheid effect.  For Method III, a bending MOE profile is established using surfacestrain information under four-point bending. A high resolution strainfield is obtained using the digital image correlation (DIC) technique. From the present study, the two latter methods are more favourable inevaluating the local stiffness within a piece of structural timber. Moreover, thestudy reveals that the established bending MOE profiles using the two lattermethods, i.e. based on information of the local fibre angle and surface strain,agree reasonably well. However, for some patterns of knot clusters, the localbending MOE, calculated on the basis of fibre angles, is significantly higherthan the local bending MOE estimated on the basis of surface strain. / De flesta av de utrustningar för hållfasthetssortering som utnyttjas på deneuropeiska marknaden använder ett medelvärde på elasticitetsmodulen(MOE), beräknat på en relativt stor längd av en sågad planka, som indikativparameter (IP). Sådan hållfasthetssortering ger en noggrannhet i termer avförklaringsgrad på R2 ≈ 0.5, vilket är ganska lågt. Arbetet i denna studiemotiveras av en önskan att öka noggrannheten i hållfasthetssorteringen. Syftetmed denna studie är att bidra med kunskap om lokala variationer iböjstyvhet/MOE med hög upplösning och att lokalisera veka snitt (där kvistarär den viktigaste försvagande faktorn) för konstruktionsvirke.Den aktuella studien introducerar tre metoder som omfattar strukturdynamik,klassisk balkteori och optisk mätning vid bedömningen av lokal styvhet imaterialet. Specifikt:  Metod I, där den lokala böjstyvheten studerades genom de dynamiskaegenskaperna såsom egenfrekvens och modform.  Metod II, där en MOE profil beräknas på basis av information om lokalafibervinklar på ett virkesstyckes ytor. Den lokala fiberorienteringen mätsmed högupplöst laserskanning baserad på den så kallade trakeideffekten.  Metod III, där en MOE-profil fastställdes med hjälp avtöjningsinformation för en hel flatsida av en planka belastad med konstantböjmoment. Det högupplösta töjningsfältet erhölls med hjälp av teknikför Digital Image Correlation (DIC). Studien visar att de två sistnämnda metoderna är mycket lämpade för attutvärdera den lokala styvheten i ett virkesstycke. Dessutom visar studien att deMOE-profiler som togs fram med hjälp av de två sistnämnda metoderna,vilka baseras på information om lokala fibervinklar och töjningsfältet på ytan,stämde överens för större delen av virkesstycket. För visa kvistgrupper kan dock den lokala böjstyvheten högre med metoden baserad på fibervinklar.

Kamouflagenät är ett viktigt verktyg inom försvarsindustrin där det används för att maskera eller dölja objekt från att bli visuellt upptäckta. Kamouflagenät är utformade för att efterlikna den omgivande miljön eller terräng som den appliceras vid. Traditionellt tillverkas kamouflagesystemen genom virkningsstekniken bi-axial varptrikå med två system inslagstrådar i 0° respektive 90°. För produktutvecklingens syfte att tillverka ett lätt kamouflagenät med lämpliga hållfasthetsegenskaper, undersöks tekniken multi-axial varptrikå med fyra system inslagstrådar i 0°, 90° och ±45°. Genom semi-strukturerade intervjuer med experter inom bi- och multi-axial varptrikå samlas det in information och fakta om multi-axial teknik. Detta fungerar som en grund för att avgöra om det är en möjlig teknik för den befintliga produkten. En teoretisk modellering utförs sedan för att undersöka, förutsäga samt jämföra beteenden och egenskaper hos de bi- och multi-axiella strukturerna. De semi-strukturerade intervjuerna resulterade i en omfattande och informativ faktainsamling om multi-axial teknik. Det inhämtades underlag gällande hur tillämpbar den multi-axiella tekniken är för kamouflagenät, samt information om maskinens begränsningar och trådorientering. Den teoretiska modelleringen innebär tillämpning av kända matematiska och fysikaliska begrepp, modelleringen lägger således en grund för att förstå mekaniska beteenden hos bi -och multi-axiella strukturer då de utsätts för små deformationer. Den teoretiska modelleringen resulterade i värden som beskriver styvheten hos de båda strukturerna vid deformationer på =0,01 i fyra riktningar. Kunskapen om lämpliga styvhetsegenskaper för kamouflagenät i kombination med resultatet från den teoretiska modelleringen lade en grund för att dra slutsatser om ifall multi-axiella strukturer, som är lika lätta som motsvarande bi-axiella strukturer vilka idag används i kamouflagenät, är lämpliga för att användas i kamouflagenät. Resultaten från modelleringen visar att de multi-axiella strukturerna i nästan samtliga fall har lägre elasticitetsmodul än deras motsvarande bi-axiella strukturer, detta innebär att det inte krävs lika stor kraft för att deformera de multi-axiella strukturerna. Modelleringen visar även att de båda strukturerna besitter olika egenskaper i olika riktningar, där de multi-axiella strukturerna beter sig likadant i alla fyra riktningar, till skillnad från de bi-axiella strukturerna som inte gör det. Enligt resultatet beror styvheten för de båda strukturerna på ett antal olika faktorer; trådtäthet, garnnummer och effektiv bredd, vilka appliceras som variabler i den teoretiska modelleringen. Modelleringen resulterade alltså därmed både till en förståelse för vilka faktorer som bidrar till skillnader i styvheten, och hur styvheten förhåller sig hos de båda strukturerna i olika riktningar. Studien visar att det i praktiken finns goda möjligheter för tillverkning av kamouflagenät i multi-axial varptrikå och att de multi-axiella strukturerna både kan göra kamouflagenäten mindre styva och bidra till isotropiska egenskaper. / Camouflage net is an essential device in the arms industry, where it is utilized to camouflage and hide objects from being visually detected. The camouflage net is designed to imitate the surrounding environment or terrain in which it is being applied. Traditionally, camouflage systems are manufactured using a knitting technique called bi-axial warp knitting with two systems of inlay yarns in 0° and 90° angles relative to the fabrics warp direction. To enhance the current product and produce light camouflage net with suitable strength properties, the multi-axial warp knitting technique with four systems of inlay yarns at 0°, 90° and ±45° angles is investigated. By utilizing semi-structured interviews with experts in the area of bi- and multi-axial warp knitting, can information and facts about multi-axial be collected and be used as a basis for concluding whether multi-axial is a suitable technique for the existing product. A theoretical modeling is then performed to examine, predict and compare the behaviors and properties of the bi- and multi-axial structures. The semi-structured interviews resulted in a comprehensive and informative collection of data about multi-axial technique. It also gathered information about the suitability and application of the technique to camouflage nets, as well as information regarding the machine’s limitations and thread orientation. The theoretical modeling involves the application of known mathematical and physical concepts, thus providing a foundation for understanding the mechanical behavior of bi- and multi-axial structures under small deformations. The theoretical modeling resulted in values that describe the stiffness of both structures at deformations of =0,01 in four directions. The knowledge of appropriate stiffness properties for camouflage nets, combined with the results from the theoretical modeling, laid the groundwork for drawing conclusions about the suitability of using multi-axial structures, which are as lightweight as the corresponding bi-axial structures currently used in camouflage nets. The modeling results show that the multi-axial structures generally have a lower initial modulus than their corresponding bi-axial structures, indicating that less force is required to deform the multi-axial structures. The modeling also reveals that the two structures exhibit different properties in different directions, with the multi-axial structures behaving similarly in all four directions, unlike the bi-axial structures. According to the results, the stiffness of both structures depends on several factors: thread density, yarn count, and effective width, which are applied as variables in the theoretical modeling. Thus, the modeling provides an understanding of the factors contributing to differences in stiffness and how the stiffness varies between the two structures in different directions. The study demonstrates that there are promising opportunities for manufacturing camouflage nets using multi-axial warp knit fabric in practice, and that the multi-axial structures can both reduce the stiffness of camouflage nets and contribute to isotropic properties.

Granular materials are widely used as unbound layers within the infrastructure system playing a significant role on performance and maintenance. However, fields like pavement and railway engineering still heavily rely on empirically-based models owing to the complex behaviour of these materials, which partly stems from their discrete nature. In this sense, the discrete element method (DEM) presents a numerical alternative to study the behaviour of discrete systems with explicit consideration of the processes at particulate level governing the macroscopic response.  This thesis aims at providing micromechanical insight into the effect of different particle sizes on the load-bearing structure of granular materials and its influence on the resilient modulus and permanent deformation response, both of which are greatly influenced by the stress level. In order to accomplish this, binary mixtures of elastic spheres under axisymmetric stress are studied using DEM as the simplest expression for gap-graded materials, which in turn also can be seen as a simplification of more complex mixtures. First, the effect of the fines content on the force transmission at contact level was studied. Results were used to define a soil fabric classification system where the roles of the coarse and fine fractions were defined and quantified in terms of force transmission. A behavioural correspondence between numerical mixtures and granular materials was established, where the mixtures were able to reproduce some of the most significant features regarding the resilient modulus and permanent strain dependency on stress level for granular materials. A good correlation between soil fabric and performance was also found. Generally, higher resilient modulus and lower deformation values were observed for interactive fabrics, whereas the opposite held for instable fabrics. Mixtures of elastic spheres are far from granular materials, where numerous additional factors should be considered. Nevertheless, it is the author’s belief that this work provides insight into the soil fabric structure and its effect on the macroscopic response of granular materials. / Grus i form av krossat bergmaterial används i stor utsträckning som obundna bär- och förstärkningslager inom tranportinfrastrukturen och spelar där en viktig roll för verkningsätt, drift och underhåll. Det finns emellertid begränsad kunskap om de fundamentala mekanismerna på partikelnivå (d.v.s. enskilda gruskorn), mekanismer som styr det makromekaniska verkningssättet. Områden såsom väg- och järnvägsbyggnad bygger fortfarande väsentligen på empiriskta baserade modeller p.g.a. dessa materials komplexa uppträdande under belastning. Denna komplexitet beror delvis på den diskreta naturen hos problemet vilket innebär att traditionell matematisk modellering som vore materialen homogena och kontinuerliga, blir inadekvat. Mot denna bakgrund utgör den s.k. diskreta elementmetoden (DEM) ett numeriskt alternativ för att studera verkningssätt hos diskreta system där man explicit beaktar mekanismerna på partikelnivå. Denna avhandling, som baseras på tre vetenskapliga bidrag, syftar till att ge mikromekaniska insikter vad gäller effekten av olika partikelstorlekar på bärförmågan hos grusmateral och dess inverkan på styvhet och motstånd mot permanenta deformationer. Båda dessa parametrar påverkas kraftigt av spänningsnivån och kan studeras genom triaxialförsök. För att undersöka detta studerades med hjälp av DEM binära blandningar av elastiska kulor – den enklaste modellen av grusmaterial med språng i fördelningskurvan – som utsattes för axialsymmetrisk belastning. Denna modell kan i sin tur ses som en förenkling av mer komplexa blandningar. Inledningsvis studerades effekten av finpartikelinnehållet på partikelkontakternas kraftöverföring. Resultaten användes för att klassificera olika typer av skelettstrukturer i grusmaterialet där den finare och den grövre fraktionens roller kvantifierades med utgångspunkt från kraftöverföringen i stället för från det makromekaniska verkningssättet. Resultaten visade en korrelation vad gäller verkningssättet mellan numeriska blandningar och grusmaterial, där de numeriska blandningarna kunde reproducera några av grusmaterials viktigaste kännetecken vad gäller spänningsberoendet för styvheten vid avlastning och motståndet mot permanent deformation. Vidare visades att styvheten kunde bestämmas ur första belastningscykeln vilket underlättar att övervinna de begränsningar avseende beräkningstid som annars förknippas med DEM. God överensstämmelse mellan grusmaterialets skelettstruktur och verkningssätt kunde också observeras. Generellt observerades högre styvhet och mindre permanenta deformationer för interaktiva skelettstrukturer medan det motsatta gällde för instabila strukturer. Numeriska blandningar av elastiska kulor är långt från verkliga grusmaterial, för vilka ett stort antal ytterligare faktorer måste beaktas. Icke desto mindre är det författarens övertygelse att detta arbete ger insikter i grusmaterialets skelettstruktur och dess effekter på det makromekaniska verkningssättet hos grusmaterial. / <p>QC 20161116</p>

There is an increasing trend in manufacturing industry for producing complex and delicate parts. As a result, the importance of having a deeper understanding of machine systems, in order toget higher accuracy of machined parts, arises. This leads to an increasing demand of testingmachine accuracy under operational condition. There are methods that has been investigated in order to test under operational condition. However, the studies were mostly focused on thestatic, quasi-static and dynamic states separately and comparison were not investigated. This thesis aims at presenting a comparative study of static and quasi-static compliance on machine tool under loaded conditions, to investigate how the stiffness changes from static toquasi-static state, and also the potential factors that would lead to this result. A 5-axis machine tool- Hermle C50U machine is used in order to perform the measurements.The method chosen for the measurements includes circular tests under loaded conditions utilizinga loaded double ball bar device. Three LVDTs are used for the measurements, in order to detect the deflection along the circular trajectory. The main parameter that undergoes study is the effect of the applied feed rate. After the measurements, the data is analyzed using MAT-LAB and the average deflections for both states are compared. In general, the results show that there is no significant difference between the two states, despite the observed different shape ofdeflection. / Det finns en ökande trend inom tillverkningsindustrin för tillverkning av komplexa och känsliga delar. Som ett resultat uppstår vikten av att ha en djupare förståelse för maskinsystem, för att få högre noggrannhet hos bearbetade delar. Detta leder till en ökande efterfrågan på att testamaskinens noggrannhet under driftsförhållanden. Det finns metoder som har undersökts för att testa under driftskondition. Studierna var dock mest inriktade på de statiska, kvasistatiska och dynamiska tillstånden separat och jämförelsen undersöktes inte. Denna avhandling syftar till att presentera en jämförande studie av statisk och kvasi-statisk överensstämmelse på maskinverktyg under belastade förhållanden, för att undersöka hur styvheten förändras från statiskt till kvasi-statiskt tillstånd, och även de potentiella faktorer som skulle leda till detta resultat. Ett 5-axligt verktygsmaskin- Hermle C50U-maskin används för att utföra mätningarna.Metoden som valts för mätningarna inkluderar cirkulära tester under belastade förhållanden med användning av en laddad dubbelkulstångsanordning. Tre LVDT används för mätningarna för att detektera nedböjningen längs cirkelbanan. Huvudparametern som genomgår studier är effekten av den applicerade matningshastigheten. Efter mätningarna analyseras data med MATLAB och de genomsnittliga avböjningarna för båda tillstånden jämförs. I allmänhet visar resultaten att det inte finns någon signifikant skillnad mellan de två tillstånden, trots den observerade olika avböjningsformen.

The door closing action is a recurrent situation when using a vehicle, and its sound is therefore a common sensation, which would elicit pleasant feelings. Sensory pleasantness is an important aspect in terms of customer’s perspective, and it can be a contributing factor when deciding to buy or not a specific vehicle. The first contact between a prospective customer and the automobile usually happens in car salons or at the car retailer. The initial impression of the vehicle might be sight-based, and the door may commonly be the first physical contact. Depending on the car brand and type, doors differ in terms of mass, structure, dimension. Furthermore, there are differences regarding the latching system and the door sealing structure, in terms of material and construction. The closing sound produced when slamming the door is related to all these parameters. Auditory pleasantness can be described by characteristics of the sound that are described through psychoacoustics. Loudness, sharpness, roughness, and tonality are important auditory parameters to objectively describe this complex sensation. The aim of car doors would be to generate an enthusiastic, low-pitched, and saturated sound, which would elicit feelings of solidity, robustness, and security. On the other side, a metallic, high-pitched, fragmented sound could be a source of annoyance and produce feelings of insecurity and cheap vehicle.The present work aims to provide a broad picture on the mechanics and acoustics of door closing for automobiles. In specific, the closing sound was evaluated in relation to the door gaskets and their sealing performance over time. The sealing performance was analyzed in energy and force terms. The door closing motion was studied as a quasi-static problem, as well as a dynamic problem, where the former is related to the latching capability of the door, the latter is connected to the slamming action. The measurement results include the sealing performance trend from fresh to aged gaskets. From these measurements, the rubber non-linear behaviour could then be evaluated from a sound quality perspective. The acoustic analysis revealed inconsistencies of the psychoacoustic parameters in the description of the hearing sensations. Spectral analysis was also implemented to capture the door closing phenomenon, and the Wavelet transform emerged as the method with the highest resolution in the description of the sound wave progression.Several measurements were performed in order to assess all the established points, and methods were implemented for the sealing stiffness analysis and the acoustic analysis. The severe transiency of the door closing event was put in evidence. The stiffness analysis method showed also potential in helping to adjust the end of line tuning of the vehicle. Finally, benchmarking was included in the project, which enabled comparisons with competitor cars. / Dörrstängning är en återkommande händelse när ett fordon används, och ljudet bör därför ge ett positivt intryck och korrekt information till brukaren. Ett behagligt intryck är en viktig aspekt ur kundens perspektiv och kan vara ett var flera bidragande faktorer när beslut tas om att köpa eller inte köpa ett fordon. Den första kontakten mellan en potentiell kund och bilen sker vanligtvis i bilsalonger eller hos bilhandlare. Det första intrycket av fordonet kan vara visuellt, och dörren är ofta den första fysiska kontakten. Beroende på biltyp och fabrikat skiljer sig dörrarna åt när det kommer till massa, struktur och dimensioner. Dessutom kan det finnas skillnader i låssystem och dörrtätningskonstruktion såsom i både material och utformning. Stängningsljudet som uppstår när dörren slås igen är relaterat till alla dessa parametrar. Ett ljuds upplevda behaglighet i det beror på ljudets egenskaper, som beskrivs med hjälp av psykoakustik. Ljudstyrka, skärpa, råhet och tonalitet är viktiga auditiva parametrar för att objektivt beskriva detta komplexa intryck. Målet med bildörrar bör vara att generera ett dovt och mättat ljud, för att framkalla känslor av soliditet, robusthet och säkerhet. Å andra sidan kan, ett metalliskt, högfrekvent och skramligt ljud vara en källa till irritation och ge känslor av osäkerhet och låg kvalité.Syftet med detta arbete är att ge en övergripande beskrivning av dörrstängning och akustiken kring detta. I synnerhet utvärderades stängningsljudet i förhållande till dörrpackningarna och deras tätningsprestanda mätt över tiden. Tätningsprestanda analyserades i energi- och krafttermer. Dörrens stängningsrörelse studerades både som ett kvasistatiskt problem och som ett dynamiskt problem. Det förstnämnda är relaterat till dörrens låsningsförmåga, medan det sistnämnda är kopplat till smällar i dörren. Mätresultaten visade hur tätningsprestandan förändras över tiden. Gummits icke-linjära beteende har också utvärderats med ett ljudkvalitetsperspektiv. En spektralanalys genomfördes av ljudet från dörrstängningar och Wavelet-transformen visade sig vara den lösning som gav bäst kvalitet. Flera mätningar utfördes för att bedöma alla fastställda punkter och metoder infördes för analysen av tätningens styvhet och för den akustiska analysen. Den kraftiga transiensen i dörrstängningen kunde ses i resultaten. Styvhetsanalysen visade även hur den utvecklade metoden skulle kunna bidra till att justera fordonets end-of-line inställningar. Slutligen ingick benchmarking i projektet vilket möjliggjorde jämförelser med konkurrentbilar.