Kantvikmaskin FUTURA PLUS 30 klarar idag att bocka en stålplåt, arbetsstycke, som är 3000 mm bred och 3 mm tjock med en acceptabel variation av bockradien. Målet med detta förbättringsarbete är att styvheten för de längsgående maskindelarna ska ökas, så att det är möjligt att bocka ett arbetsstycken som är 20 % tjockare än vad som är möjligt med dagens konstruktion. Genom att öka styvheten skall maskinen kunna hantera arbetsstycken av stål med en bredd upp till 3000 mm och en tjocklek upp till och med 3,6 mm med bibehållen variation av bockningsradie. Ökad styvhet innebär också att arbetsstycken med mindre tjocklek än den maximala kan bockas med större noggrannhet än dagen konstruktion. Detta kan leda till en större marknad för maskinen då kraftigare produkter eller produkter med en högre noggrannhet kan tillverkas med denna typ av maskin. Genom att optimera materialåtgången för maskindelarna minskas materialkostnaderna. Begränsningar i studien är att tillverkningskostnaden hos längsgående maskindelar skall förbli den samma som i dagens konstruktion. Genomgång av tidigare forskning gjord inom ämnet plåtbockning visar att erforderliga momentet för bockning kan beskrivas med hjälp av balkteori. Det konstateras att, enligt den linjärelastiska-idealplastiska materialmodellen, bockningsmomentet är proportionellt mot tjockleken i kvadrat för en balk. Detta samband används till en jämförelse mellan dagens maskinkonstruktion och en maskinkonstruktion som ska klara 20 % tjockare arbetsstycken. Detta samband och att deformationerna hos maskindelarna är linjärelastiska leder till att enhetslaster används. Studier av över- och under-prismorna visar att viss deformation kan avhjälpas med nya konstruktionsplåtar där en fotplåt för underprismat är det som mest reducerar deformationerna per viktenhet. Det slutgiltiga dimensioneringsförslaget leder till att maskindelarnas totala vikt minskas samtidigt som styvheten ökas till att klara 20 % tjockare arbetsstycken. Dock ökas antalet konstruktionsplåtar vilket kan leda till ökad produktionstid.

Martinsons utför idag beräkningar på KL-träskivor med FEM-beräkningar. För enklare lastfall skulle det vara tidsbesparande att genomföra beräkningar enligt klassisk balkteori. I samband med att det har tillkommit relativt ny teori om beräkning av KL-trä enligt balkteori från boken ”KL-trähandbok” utgiven av Svenskt trä, önskar Martinson tillägna sig denna kunskap. Målet med rapporten är att skapa en bättre förståelse för teorin dels genom att analysera beräkningsmetoden numerisk vid hjälp av ett Excelverktyg som har utvecklats och dels genom att granska, tillföra och diskutera teorin.   Konkreta beräkningsexempel togs fram och data matades in beräkningsmallen i Excel. Resultatet redovisas i tabeller tagit från Excel och verifierar det som beskrivs i teorin. Vissa formler tagen från teorin i KL-trähandboken är begränsad i form av att de gäller under vissa omständigheter som exempelvis skiktskjuvning som bara gäller för en skiva bestående av tre skikt.   Delar av teorin som KL-trähandboken redovisar saknar utförliga förklaringar. Under diskussionen har studentens tolkning av teorin presenterats med bakgrund av den teori som finns i rapporten.   Examensarbetet exemplifierar beräkningsmetoden från KL-trähandboken och belyser vilka delar av teorin behöver utforskas närmare. / Martinsons calculates stresses in CLT by using Finite Element Analysis. This tool can solve complex problems but it is time-consuming to verify results and to build the model, therefore less complex problems concerning verification of CLT with beam theory could prove to be more efficient. A book named “KL-trähandbok” published by “Svenskt trä” presents a chapter on verification of CLT with beam theory. Martinsons aims to learn more about this theory. By using an Excel-tool created by the student based on the equations from this theory numerical results can be analysed. At the same time further research was performed with the aim to get a better understanding of the theory.   To get an understanding of how the different variables affects an CLT element, some more specific examples were implemented in the excel-tool. The results from Excel can be used to verify parts of the theory. Some equations were difficult to implement in a practical example and was e.g. restricted to describe only a three-layer board.   Some parts of the theory are lacking detailed explanations which gave room for discussion, however further research is needed to get a better understanding.   In conclusion it can be said that the work done in this bachelor’s degree of structural engineering resulted in an Excel-tool that can verify and show how different variables changes the characteristics fore CLT elements according to beam theory, but with limitations. Further conclusion is that some of the additional theory and discussion of the theory from “KL-trähandbok” may contribute to a better understanding of the theory.

Abstract When Eurocodes was introduced, there was a requirement where the calculations had to take into consideration whether it's a slab or beam bridge. This means that calculations had to be made with softwares including plate theory. The object of this study is a slab bridge with endshields. The bridge is 66.95 meters long with a 14.38-meter-wide deck made of concrete. The deck is mounted on abutments with bearings and intermediate supports where the columns are fixed to the deck. The purpose of this study is to investigate if bridges defined as plates can be calculated using beam theory, as well as examining different modeling techniques in an attempt to evaluate how this will affect the results. A model using shell elements is established in BRIGADE/Plus and compared to a model in Strip Step 3 made out of beam elements. A base-model is also created in BRIGADE/Plus and is compared to the following modeling changes: Couplings between supports and the plate, “point to surface” or “point to point”. The bridge is modeled without wings to study the impact of the wings. The bridge is modeled without columns to study the impact of the columns. When comparing the values obtained from the two different software’s regarding deadweight, the results were almost identical. This indicates that Strip Step 3 is a suitable tool for verifying models made in BRIGADE/Plus. When studying the results from load-combination 6.10.b (the combination used for dimensioning) small differences can be seen between the softwares. This concludes that it may be reasonable to use Strip Step 3 for this type of bridges. However, there are major differences between the software at the traffic load which should be considered. In order to simplify the modeling process ties between points (nodes) should be used. However, the results obtained over the supports must be ignored due to unrealistic values. When studying the impact of wings/columns it was confirmed that a difference of 10 % appeared. Modeling without wings/columns is not more time efficient either, with that in mind wings and columns should be used when modeling.   Keywords: Plate theory, Beam theory, Strip Step 3, BRIGADE/Plus, FE-modeling / Sammanfattning Vid införandet av Eurokoder ställdes det krav från Trafikverket där beräkningsmodellen var tvungen att ta hänsyn till verkningssättet i sin helhet dvs. om det är en platt- eller balkbro (E. Rosell, Trafikverket, personlig kommunikation, 3 Maj, 2018). Detta innebar att beräkningsmodeller för plattbroar behövdes utföras med program som kan hantera beräkningar enligt platteori. Studieobjektet för detta arbete är en plattbro med ändskärmar. Bron är 66.95 meter lång med en brobaneplatta av betong som har bredden 14.38 meter. Plattan är upplagd på ändstöd med rörliga lager samt mellanstöd där pelare är fast inspända till plattan. Syftet med detta arbete är att undersöka huruvida broar definierade som plattor går att beräkna enligt balkteori, samt att undersöka olika modelleringstekniker i ett försök att utvärdera hur det påverkar resultaten. En modell med skalelement har upprättats i BRIGADE/Plus som jämförs mot en modell i Strip Step 3 utförd av balkelement. En grundmodell skapas även i BRIGADE/Plus som jämförs mot följande modelleringsändringar: Stöd kopplade mellan två punkter jämförs mot koppling mellan pelare och yta i plattan. Bron modelleras utan vingar för att studera vingarnas inverkan. Bron modelleras utan pelare för att studera pelarnas inverkan. Kontrollen av egentyngd visade nästintill identiska resultat vilket tyder på att Strip Step 3 är ett lämpligt verktyg vid verifiering av Brigademodeller. Vid lastkombination 6.10.b (den dimensionerande lastkombinationen för denna bro) uppstår små skillnader. Detta indikerar att det kan vara rimligt att använda sig av Strip Step 3 vid dessa typer av broar. Dock uppstår det stora skillnader mellan programvarorna vid trafiklasten vilket bör beaktas. För att förenkla modelleringen bör kopplingar mellan punkter användas, dock måste resultat som erhålls över stöd bortses från då dessa ger orealistiska resultat. Vid modellering utan pelare/vingar kan det konstateras att värdena skiljer sig ca 10 %. Det är inte heller mycket mer tidseffektivt att ta bort pelare/vingar då dessa går relativt fort att modellera.   Nyckelord: Platteori, Balkteori, Strip Step 3, BRIGADE/Plus, FE-modellering

Vid svarvning ställs processer mot höga toleranskrav som kan vara svåra att hålla på grund av vibrationer och utböjning. Företaget Volvo Cars vill därför undersöka stationen OP30, som svarvar vevaxlar, för att utreda varför detta sker. Företaget har även ambitionen att implementera virtuella metoder genom finita elementmetoden (FEM) i produktionen. Detta för att undvika traditionella tillvägagångsätt med fysiska undersökningar som kan belasta produktionen med tidskrävande fysiska tester. För att undersöka orken till att toleranskraven kan vara svåra att uppfylla, undersöks vevaxels utböjning med hjälp av FEM där inspänningsvillkor, centrifugalkrafter och skärkrafter tas i beaktning. Vevaxlarnas egenfrekvenser undersöks även för att verifiera att inga svarvningsmoment utförs i eller i närheten utav kritiska varvtal. För att verifiera de FE-analyser som görs utförs en analytisk beräkning med balkteori av en förenklad geometri med MATLAB. Beräkningen jämförs sedan med FE-analyser, vilket visar att solida modeller som används vid FE-analyser ger tillförlitliga resultat jämfört med balkteori. För att bekräfta den utböjning som fås av FE-analyserna tas en mätningsmetod med lasertriangulering fram som testas i en svarv på Högskolan i Skövde. Resultatet visar att FEM är ett bra tillvägagångssätt vid undersökning av en komplex geometris utböjning. Arbetet visar på att utböjning som uppstår på grund av centrifugalkrafter är liten relativt vevaxelns kasttoleranser och den utböjning som erhålls vid axiell intryckning av vevaxeln. Därav dras slutsatsen att utböjning på grund av centrifugalkrafter inte är den grundläggande orsaken till att kasttoleranser ej uppfylls. Arbetet visar att de viktigaste faktorerna är skärkrafterna och den axiella intryckningen av vevaxeln, samt att det inte föreligger någon risk för att resonans uppstår vid de arbetsförhållanden som gäller i OP30. Arbetet visar att mätningsmetoden med lasertriangulering kan användas vid rotation av vevaxel men att mätutrustningen som har använts inte kan avläsa utböjningen. / During turning, processes are faced with tough tolerances that can be difficult to maintain due to vibrations and bending. The company Volvo Cars would therefore like to examine the work station OP30, which is a turning process for crankshafts, to better understand why this is. The company has the ambition to implement virtual analyses with the finite element method (FEM) in its production lines. This is sought after to prevent physical examinations which can cause delays due to time-consuming physical tests. In order to investigate the causes for the tolerance not being met, the crankshafts deflection will be examined using FE-analyses that will consider the clamping conditions of the crankshaft, the centrifugal forces and the cutting forces. The natural frequencies of the crankshafts are also examined to confirm that the turning process is not carried out near any critical rotational velocities.  In order to verify the FE-analyses performed on the crankshafts, an analytical calculation based on beam theory of a simplified geometry is made using MATLAB. This is then compared with FE-analyses of the same simplified geometry, which shows that solid models used in FE-analyses gives reliable results compared with the beam theory. In order to confirm the deflection that is obtained from the FE-analyses, a measuring method using laser triangulation is developed. This is tested on a lathe at the University of Skövde.  The results of this work show that the FEM is a good approach for examining the deflection of a complex geometry. It also shows that the deflection that occurs due to centrifugal forces can be considered small compared to the tolerances that need to be met and the deflection that occurs due to axial displacement of the crankshaft. Therefore the conclusion is drawn that the deflection due to centrifugal forces is not the main source for the tolerances not being met. The work shows that the most important factors to consider are the cutting forces and the axial displacement of the crankshaft. It also shows that there is no risk of resonance occurring within the work parameters of OP30. The work also shows that the measuring method using laser triangulation can be used on a rotating crankshaft, although the equipment used cannot measure the deflection itself.