The construction industry is moving towards an increasingly industrial production and one step towards this is to use prefabricated rebar cages. A new concept is being tested where tied rebar cages are produced on the construction site by industrial robots. The industrial robots produce the rebar cages based on a geometric model and when finished they are lifted to the casting site with the help of a crane. In order for this concept to become an efficient process, it must already be possible to evaluate the stability of the rebar cages in the early design phase to be able to efficiently determine whether it is possible to lift the rebar cages to the casting site after production. The scope of this thesis is to investigate what is required to create a numerical model with help of data from a geometric model in an efficient way in order to determine whether a rebar cage can be lifted. This thesis is limited to one specific rebar cage that has already been created in the CADprogram Tekla Structures by the contractor Skanska Sweden AB. The process of what is required when creating a numerical model with data from a geometric model is limited between the analysis software LUSAS Bridge and the CAD software Tekla Structures. To be able to determine what is required in order to create a numerical model with data from a geometric model in the analysis software LUSAS Bridge in an efficient way a survey was performed. The survey includes the necessary steps to create a numerical model of a tied rebar cage from a geometric model and the problems that occurs along the way to get an efficient process. In order to determine if the geometric model of the rebar cage is liftable a linear analysis was created in the analysis software LUSAS Bridge. The analysis was created with data from the geometric model created in Tekla Structures and with experimental results from a study where tied connection strength and stiffness were evaluated. The analysis was created to simulate a rebar cage for a bridge foundation in scale 1:2 that is lifted in four lifting points. The lifting points in this analysis is modeled as supports while the rebar cage is subjected to an acceleration force to simulate a lift. The analysis is performed in two parts, first when the tied connections have full stiffness capacity and the second part when the stiffness is decreased to be able to evaluate what happens to the stability of the rebar cage. In order to determine if the rebar cage is liftable two conditions are looked at, (1) stress in rebars and (2) forces in the joint elements. The results from the study show that in order to create a numerical model of a tied rebar cage in an efficient way some improvements must be done in the analysis software LUSAS Bridge. The most time-consuming process when creating a numerical model of a tied rebar cage are the connections. In order to create these tied connections in an efficient way some new functions must be created in LUSAS Bridge where the software can generate different types of tied connections. The results from the analysis show that the stress in the rebars at the lifting points is the criterion that is most critical when the rebar cage is lifted. The maximum stress reached 356 MPa with the utilization rate of 81,9% when the connection stiffness has full capacity. When the connection stiffness was adjusted, it was also shown here that the stress was the criterion that is most critical. The analysis for 50% connection stiffness capacity showed a maximum stress of 402 MPa with the utilization rate of 92,4%, this shows an increase of 10,5% of the utilization rate when the IV  connection stiffness is decreased with 50%. Based on these results, it can be stated that the rebar cage can be lifted if four lifting points are used. It can also be seen from the results that the stiffness in the connections has a very small impact on the behavior of the cage and therefore the placement of the rebars contributes more to the stability. / Byggindustrin går mot ett allt mer industriellt byggande och ett steg på vägen är att använda sig av prefabricerade armeringskorgar. Ett nytt koncept håller på att undersökas där man vill framställa najade armeringskorgar på byggarbetsplatsen med hjälp av industrirobotar. Industrirobotarna bygger armeringskorgarna utifrån en geometrisk modell för att sedan lyftas till gjutplatsen med hjälp av en kran. För att detta koncept ska bli en effektiv process måste man redan i projekteringsfasen kunna utvärdera armeringskorgarnas lyftbarhet för att kunna avgöra om det går att lyfta armeringskorgarna till gjutplatsen efter att de är färdigmonterade. Examensarbetets syfte är att undersöka vad som krävs för att ska skapa en numerisk modell med hjälp av data från en geometrisk modell på ett effektivt sätt för att sedan kunna avgöra om en armeringskorg går att lyfta. Denna studie är avgränsad till enbart en typ av armeringskorg som redan är skapad i CADprogrammet Tekla Structures av entreprenören Skanska Sverige AB. Processen som krävs för att skapa en numerisk modell med hjälp av en geometrisk modell är begränsad till analysprogrammet LUSAS Bridge och CAD-programmet Tekla Structures. För att kunna avgöra vad som krävs för att skapa en numerisk modell med hjälp av en geometrisk modell i analysprogrammet LUSAS Bridge utfördes en kartläggning. Kartläggningen omfattar de steg som krävs för att skapa en numerisk modell av en najad armeringskorg från en geometrisk modell och de svårigheter som finns längs vägen. För att kunna avgöra om den geometriska modellen av armeringskorgen är lyftbar skapades en linjär Finita Element Analys i analysprogrammet LUSAS Bridge. Analysen är skapad med hjälp av data från den geometriska modellen från Tekla Structures samt testresultat från en tidigare studie där man har provat hållfastheten och styvheten hos najade knutpunkter. Analysen är skapad för att efterlikna en armeringskorg till ett brofundament i skala 1:2 som lyfts i fyra punkter. Lyftpunkterna i denna analys är simulerade som stöd medan armeringskorgen utsätts för en accelerationskraft för att efterlikna ett lyft. Analysen utförs i två delar, en när de najade knutpunkterna har full styvhet och den andra när styvhet för knutpunkterna minskar. Detta för att se hur styvheten i knutpunkterna påverkar stabiliteten i armeringskorgen. Armeringskorgens lyftbarhet bedöms av två olika kriterier (1) spänning i armeringsjärnen och (2) krafter i knutpunkterna. Resultaten från studien visar att för att kunna skapa en numeriskmodell av en najad armeringskorg på ett effektivt sätt måste en del förbättringar göras i analysprogrammet LUSAS Bridge. Den process som är mest tidskrävande är när man skapar de najade knutpunkterna för armeringskorgen. För att det ska gå att genomföra detta på ett effektivt sätt måste en ny funktion skapas i LUSAS Bridge där programmet kan generera olika typer av knutpunkter automatiskt. Resultaten från analysen visade att spänningen av armeringsjärnen vid lyftpunkterna är det kriterium som är mest kritisk när armeringskorgen utsätts för lyft. Den maximala spänningen uppgick till 356 MPa med en utnyttjandegrad på 81,9% för armeringskorgen med full styvhet. När styvheten justerades visades det även här att spänningen är det kriterium som är mest kritiskt. Analysen för 50% styvhet visade en maximal spänning på 402 MPa med en utnyttjande grad på 92,4%, detta visar en ökning på 10,5% av utnyttjandegraden när styvheten halveras. VI  Utifrån dessa resultat kan man konstatera att armeringskorgen går att lyfta om man använder fyra lyftpunkter. Man kan även utifrån resultaten se att en minskning av styvheten i knutpunkterna har en liten påverkar på armeringskorgens lyftbarhet och istället är det placeringen av armeringsjärnen som har störst betydelse.

Der hier vorliegende Vortrag beschreibt erste Untersuchungsergebnisse mit dem CAE-Programm "Creo Simulate" im Vergleich zum Programm "Ansys Workbench" zur Berechnung der Spannungsformzahlen sowie der örtlichen Kerbspannungen an gekerbten Konstruktionselementen. Der Vortrag beginnt mit einer Einleitung zur Geschichte der Kerbwirkungsforschung. Es werden Schadensfälle dargestellt und anschließend die Grundlagen zur Berechnung der Form- und Kerbwirkungszahlen kurz beschrieben. Es wird fortgesetzt mit der Durchführung von Konvergenz-Untersuchungen an Vollwellen mit SR-Nuten nach DIN 471 sowie an Vollwellen mit Absatz nach DIN 743 bei Zug- und Torsionsbelastung. Die Konvergenz-Berechnungsergebnisse wurden zusammengestellt und kurz kommentiert. Weiterhin wurden FE-Berechnungen zur Bestimmung der Spannungsformzahlen an Hohlwellen mit Absatz sowie an Vollwellen mit einer Kerbüberlagerung "Absatz und Querbohrung" bei Zug-, Biege, und Torsionsbelastung durchgeführt. Es wurden entsprechende Formzahldiagramme und Formzahlwerte sowie Spannungsverteilungsbilder je nach Belastungsart und Vergleichsspannungshypothese (GEH bzw. NSH) angegeben. Eine Möglichkeit zur Herabsetzung der Kerbwirkung an der kritischen Kerbstelle besteht in der absichtlichen Anwendung von Zusatzkerben, welche der Hauptkerbe benachbart sind. Derartige Entlastungskerben können zwar eine bedeutende Spannungsverminderung an der gefährdeten Stelle ergeben, an den Entlastungskerben entstehen jedoch neue Spannungsspitzen, die sich u. U. ungünstig auswirken. Zur Milderung von Kerbwirkungen durch konstruktive Entlastungskerben wurden exemplarische FEM-Untersuchungen an Vollwellen mit Absatz und an Kerbzahnwellen nach DIN 5481 bei Zug-, Biege- und Torsionsbelastung ausgeführt. Die Einflüsse der rechteckigen Form der Entlastungsnut auf die Formzahlen je Belastungsart wurden präsentiert und kurz diskutiert. Ebenfalls wurden auch die Kerbwirkungen an Evolventen-Zahnwellenverbindungen nach DIN 5480 mit freiem Auslauf und mit gebundenem Auslauf sowie mit Sicherungsringnuten nach DIN 471 untersucht, mit dem Ziel, den Ort der Spannungsmaxima und deren Verteilung, die Höhe der Kerbspannungen und den Einfluss der Sicherungsringnut auf die Spannungsüberhöhungen in den kritischen Bereichen zu erfassen. Es wurden zusätzlich weitere FE-Untersuchungen zu den Spannungsüberhöhungen an komplexen Gussbauteilen am Beispiel eines Planetenträgers für Planetengetriebe im Einatzbereich der Windkraftanlagen realisiert. Die Festlegung der Randbedingungen wurde kurz präsentiert und die sich daraus ergebenden Ergebnisse dargestellt. In diesem Vortrag wurde auch die Entwicklung eines neuen didaktischen Konzepts für die Konstruktionsausbildung zur Verbesserung der Präsentationskompetenz und Teamfähigkeit der Studierenden kurz beschrieben und über erste Erfahrungen aus der Umsetzung in die Lehrveranstaltung "CAD/CAE" berichtet. Die Studierenden erarbeiten in nach der Rundlitzenseilmethode strukturierten Gruppen unter Berücksichtigung der heterogenen Umgebung numerische Lösungen zu Variantenrechnungen von Aufgaben. Die Studierenden präsentieren ihre Ergebnisse in Form von 100-Sekunden-Vorträgen. Bei der Entwicklung dieser Methode lässt man sich durch den Karatesport inspirieren. Es wurden verschiedene Kriterien zur Bewertung der Micro-Präsentationen festgelegt und angewandt. Erste Erfahrungen mit der Umsetzung dieser Methodenkombination sind erfolgversprechend. Eine detaillierte statistisch-psychologische Evaluation dieses didaktischen Konzepts ist Ziel weiterführender Untersuchungen.

The material development cycle is becoming too slow if compared with other technologies sectors like IT and electronics. The materials scientists’ community needs to bring materials science back to the core of human development. ICME (Integrated Computational Materials Engineer) is a new discipline that uses advanced computational tools to simulate material microstructures, processes and their links with the final properties. There is the need for a new way to design tailor-made materials with a faster and cheaper development cycle while creating products that meet “real-world” functionalities rather than vague set of specifications. Using the ICME approach, cutting edge computational thermodynamics models were employed in order to assist the microstructure characterization and refinement during the TIG welding of a functionally graded composite material with outstanding wear and corrosion resistance. The DICTRA diffusion model accurately predicted the carbon diffusion during sintering, Thermo-Calc and TC-PRISMA models described the thermodynamic and kinetics of harmful carbide precipitation, while COMSOL Multhiphysic furnished the temperature distribution profile at every timestep during TIG welding of the material. Bainite transformation and the influence of chromium and molybdenum was studied and modelled with MAP_STEEL software. The simulations were then compared with experimental observations and a very good agreement between computational works and experiments was found for both thermodynamic and kinetics predictions. The use of this new system proved to be a robust assistance to the classic development method and the material microstructures and processes were carefully adjusted in order to increase corrosion resistance and weldability. This new approach to material development can radically change the way we think and we make materials. The results suggest that the use of computational tools is a reality that can dramatically increase the efficiency of the material development.

Då många företag vill skaffa sig marknadsandelar genom att leverera rätt produkt, vid rätt tid och för rätt kostnad har de börjat arbeta med Simuleringsdriven Konstruktion. Simuleringsdriven Konstruktion hjälper dem att genom ett iterativt arbetssätt hitta optimal konstruktion tidigt i NPD-processen och därigenom reducera tid och kostnad för produktutvecklingen. Många företag som sysslar med forskning och utveckling kräver idag mer av provutrustning än tidigare för att kunna kontrollera och möta ökande krav på produkter.  Mer sofistikerad provutrustning behöver utvecklas för att möta ökade krav på produktprov. Krav så som säkerhet, kapacitet, tidseffektivitet, noggrannhet etc. Att även tid och kostnad för utveckling av provutrustning reduceras är viktigt. Detta examensarbete har syftat till att ta fram riktlinjer för effektivisering av arbetet med Simuleringsdriven Konstruktion i utvecklingsprocesser. För att ta fram relevanta riktlinjer har en fallstudie utförts. Fallstudien har bestått av en litteraturstudie samt en empirisk studie hos Scania CV AB i Södertälje. Den empiriska studien har bestått av att optimera en komponent på en befintlig provutrustning med hjälp av Simuleringsdriven Konstruktion på uppdrag av gruppen UTTD på Scania CV AB. Det har i detta examensarbete framkommit att Simuleringsdriven Konstruktion är mycket lämpligt att använda sig utav vid utveckling av provutrustning. Detta då en bättre förståelse kan fås angående hur provet kan utföras och därmed minska överdimensionering och reducera antalet fysiska prov på provutrustningen. Examensarbetet har resulterat i generiska riktlinjer för hur implementering av och arbete med Simuleringsdriven Konstruktion kan utföras i Catia V5 och GAS. Dessa riktlinjer kan användas vid konstruktion av liknande konstruktioner som UTTD arbetar med, det vill säga mekanisk konstruktion av provutrustning.

A ênfase deste t rabalho está vol tada à utilização da simulação computacional dentro do contexto do processo de desenvolvimento de produto. Foi utilizado o método dos elementos finitos para simular o teste de bancada que é realizado para val idar a resistência mecânica e a capacidade de absorção de energia de estruturas de proteção contra capotamento (EPCC) de t ratores agrícolas. Foi feita uma proposta de design de uma cabina para t ratores estreitos e a parti r dela foi executado o teste vi rtual para a sua validação. A simulação foi fei ta considerando as característ icas não lineares dos materiais, uma vez que a deformação atinge o regime plástico dos mesmos. Como a cabina é uma est rutura soldada relativamente complexa, foram feitas idealizações para se reduzi r o tempo computacional. De posse dos resultados vi rtuais, foi possível prever as regiões mais e menos solici tadas da estrutura sem a necessidade de real izar o teste real, propondo assim alterações de design e de materiais da cabina para tornar a absorção da energia de deformação mais eficiente. / The emphasis of this work is focused on the use of computer simulation within the context of product development. The finite element method was used to simulate the real test that is conducted to validate the st rength and energy absorption capacity of rollover protective st ructures (ROPS) of agricul tural tractors. From a design proposal of a cab to a narrow tractor, the test was performed to validate it . The simulation was made by adopt ing the nonlinear characteristics of the materials, since the deformation reaches the plastic regime. As the cab is a welded structure relatively complex, idealizations were made to reduce the computational time. With the results vi rtual , it was possible to predict the most and least requested regions of the st ructure without the need to run the real test, proposing design and material changes to make the absorption of strain energy more efficiently.

A ênfase deste t rabalho está vol tada à utilização da simulação computacional dentro do contexto do processo de desenvolvimento de produto. Foi utilizado o método dos elementos finitos para simular o teste de bancada que é realizado para val idar a resistência mecânica e a capacidade de absorção de energia de estruturas de proteção contra capotamento (EPCC) de t ratores agrícolas. Foi feita uma proposta de design de uma cabina para t ratores estreitos e a parti r dela foi executado o teste vi rtual para a sua validação. A simulação foi fei ta considerando as característ icas não lineares dos materiais, uma vez que a deformação atinge o regime plástico dos mesmos. Como a cabina é uma est rutura soldada relativamente complexa, foram feitas idealizações para se reduzi r o tempo computacional. De posse dos resultados vi rtuais, foi possível prever as regiões mais e menos solici tadas da estrutura sem a necessidade de real izar o teste real, propondo assim alterações de design e de materiais da cabina para tornar a absorção da energia de deformação mais eficiente. / The emphasis of this work is focused on the use of computer simulation within the context of product development. The finite element method was used to simulate the real test that is conducted to validate the st rength and energy absorption capacity of rollover protective st ructures (ROPS) of agricul tural tractors. From a design proposal of a cab to a narrow tractor, the test was performed to validate it . The simulation was made by adopt ing the nonlinear characteristics of the materials, since the deformation reaches the plastic regime. As the cab is a welded structure relatively complex, idealizations were made to reduce the computational time. With the results vi rtual , it was possible to predict the most and least requested regions of the st ructure without the need to run the real test, proposing design and material changes to make the absorption of strain energy more efficiently.

A ênfase deste t rabalho está vol tada à utilização da simulação computacional dentro do contexto do processo de desenvolvimento de produto. Foi utilizado o método dos elementos finitos para simular o teste de bancada que é realizado para val idar a resistência mecânica e a capacidade de absorção de energia de estruturas de proteção contra capotamento (EPCC) de t ratores agrícolas. Foi feita uma proposta de design de uma cabina para t ratores estreitos e a parti r dela foi executado o teste vi rtual para a sua validação. A simulação foi fei ta considerando as característ icas não lineares dos materiais, uma vez que a deformação atinge o regime plástico dos mesmos. Como a cabina é uma est rutura soldada relativamente complexa, foram feitas idealizações para se reduzi r o tempo computacional. De posse dos resultados vi rtuais, foi possível prever as regiões mais e menos solici tadas da estrutura sem a necessidade de real izar o teste real, propondo assim alterações de design e de materiais da cabina para tornar a absorção da energia de deformação mais eficiente. / The emphasis of this work is focused on the use of computer simulation within the context of product development. The finite element method was used to simulate the real test that is conducted to validate the st rength and energy absorption capacity of rollover protective st ructures (ROPS) of agricul tural tractors. From a design proposal of a cab to a narrow tractor, the test was performed to validate it . The simulation was made by adopt ing the nonlinear characteristics of the materials, since the deformation reaches the plastic regime. As the cab is a welded structure relatively complex, idealizations were made to reduce the computational time. With the results vi rtual , it was possible to predict the most and least requested regions of the st ructure without the need to run the real test, proposing design and material changes to make the absorption of strain energy more efficiently.

This master‘s thesis deals with 3D printing for non-commercial RepRap 3D printer type and materials used in printing. The outcome of this work is a brief introduction to 3D printing, the theory of heat transfer and analysis of the two most important parts of the printer hot bed and hot end. To analyze and optimize the temperature profile of the hot bed and hot end are used Computer Aided Engineering systems CAD and CAE, SolidWorks and SolidWorks Flow Simulation.

The dissertation work focuses on the design and optimization of the castings and foundry technology and the production a particular model for the casting. The technology proposal and the pattern set building in 3D using CAD system. The casting simulation in CAE MAGMAsoft® system and evaluation of the proposed casting technology. Production of the pattern using CAD/CAM software and CNC machine tools with a focus on 3-axis and 5-axis machining. The economic benefits for the company.

Tesis para optar al grado de Magíster en Economía Aplicada / El Crédito con Aval del Estado (CAE) es un beneficio del estado de Chile que se entrega a estudiantes con mérito académico y necesidad de financiamiento la posibilidad de ingresar a instituciones de educación superior. El CAE es un crédito entregado por bancos, respaldado por dos avales. Uno es la institución superior durante los primeros años de instrucción, el segundo es el estado. El monto se fija en función de un arancel de referencia, definido por el Ministerio de Educación (MINEDUC). Las tasa de interés del CAE es luego del 2012 de 2% anual. Esta tesis evalúa la rentabilidad de la inversión en educación superior, tomando en cuenta los costos en aranceles, intereses, retornos salariales y los plazos de las distintas deudas bancarias cursadas bajo el programa CAE. La tesis también caracteriza las variables asociadas a una evaluación favorable de la inversión y de los términos del crédito, es decir, se estima el peso relativo en el resultado de la evaluación las características del estudiante, de la institución de educación superior y de la carrera elegida. Los resultados de esta tesis permiten realizar un análisis objetivo respecto de esta herramienta de política publica con un impacto directo en una masa importante de la población.