Dagens förbränningsmotorer ställs inför allt högre krav på att minimera de miljöfarliga restprodukter som förbränningen av luft och bränsle ger upphov till. Efterbehandlingssystem har utvecklats i olika former för detta ändamål, där en utav dessa är EGR: Exhaust gas recirculation som bygger på att en del av motorns avgaser överförs tillbaka in i motorn och minskar bildningen av termiska kvävoxider. I detta examensarbete undersöktes ett EGR-system i AVL:s singelcylinder-provcell, där målsättningen var att kartlägga komponenternas inverkan på EGRflödet samt undersöka EGR-systemets begränsningar med fokus på att öka mängden EGR till motorn. Arbetet utfördes på AVL Motortestcenter AB i Södertälje för Karlstads Universitet i kursen Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i maskinteknik MSGC17, fakulteten för natur- och teknikvetenskap under våren 2018. Kända metoder inom statistisk försöksplanering användes för undersökning av komponenterna i EGR-systemets inverkan, där resultaten ur testerna visade att komponenter i EGR-systemet som implementerats med anledning att erhålla högre EGR-flöden inte fungerade som önskat och bör därför uteslutas vid framtida körningar med provcellens EGR-system. Provningen var uppdelad i flera moment, där en utav testomgångarna bestod av att se hur EGR-systemet klarade av att leverera EGR till motorn vid höga laster och laddtryck. Utfallet av dessa tester visade att med dagens komponenter kunde EGR överföras till den grad att singelcylinder-motorn inte klarade av högre EGR-flöden än vad som undersöktes vid provningen.

The goal of this study was to investigate future controls of heating loads in a comfort laboratory. The laboratory room is used to simulate how the room comfort will change by using one or more cooling beams. External walls can be used to test different room sizes, and heat effects can be provided from the floor and one wall. The study was conducted according to a two-level factor design and the five factors used were floor heating, north wall, west wall, fan and facade wall. In a full two-level factor test plan, there are 32 tests for five factors that needed to be done. Instead of making 32 tests, the study continued with a fractional two-level factor design, which meant that only 16 tests were performed. The response variable for the tests was the so called "losses" which may be positive or negative and is a percentage of the floor effect. Via "losses" the average temperature of the measuring room could be 24.5 ˚C, which was the temperature chosen for this survey. Before the results for each test were taken, requirements for "steady state condition" were met. The requirements are taken from an ISO standard that the company uses, and it provides reliability of the results. The analyzes when having "losses" as a response variable also pointed out the floor as the most influential factor. However, there were different results regarding the scheme on the other factors. It is due to different coding of the factors, and "losses" was used in the units % or watts. Some disturbances were detected in the results. One is that "losses" has a connection to the floor heating, which may be the reason it is most significant. The two levels of the floor heating did not match because "losses" changed the levels. For the next two-level factor design experiment, it is recommended that the effect of the floor is constant because of its connection to "losses". The response variable can therefore be "losses". The constant on the floor heating can be changed when the factor plan is repeated several times to see how "losses" varies with different floor effects.

Under senaste periodens omställningar har Scanias Transmissionsenhet i monteringsverkstaden DT haft utmaningar med att uppnå den förväntade kvaliteten på deras skruvförband, vilket utgör majoriteten av deras monteringsmoment. Syftet med detta arbete var att ta reda på vilka typer av problem hos förbanden som kan uppstå, vad orsakerna till dem kan vara och vad som skulle kunna lösa problemen.Centrala områden som undersökts är dels hur friktion och skruvförlängning kan påverka förbandets klämkraft. Det har också handlat om vilken påverkan en monteringsmiljö kan ha på klämkraften och beteendet vid åtdragning. Förbandets egenskaper som styvhet, material och dimensioner har haft en viktig roll för att uppfylla arbetets syfte. Vidare har sambandet mellan vridmoment, friktion och klämkraft studerats.De slutsatser som kan dras är att friktionen har en stor inverkan på hur stor klämkraften blir efter åtdragning. För att mäta skruvens förlängning över tid för att ta reda på hur klämkraften varierar görs detta bäst med ultraljud, då den metoden möjliggör mätningen då det är väldigt svårt att komma åt skruven på annat sätt. Ändrar man åtdragningshastigheten kan man få ändringar av både friktion och sättningar, vilket påverkar förbandets klämkraft. En snabbare åtdragningshastighet har fördelen att momentet inte tar lika lång tid, men ökar man hastigheten behöver man ha koll på vad det påverkar, och om man tolererar den påverkan.Med metoden vridmoment-vinkelövervakning kan man upptäcka avvikelser som sker under åtdragning och visar att en monteringsmiljö kan ställa till med problem hos förbanden. Angående hur en monteringsmiljö kan påverka kvaliteten hos förbanden rekommenderas även att faktorförsök ska utföras. Med faktorförsök kan man få reda på hur stor effekt olika faktorer som närvarar i en monteringsmiljö påverkar det man vill undersöka, samt om något samspel råder.För att förbanden ska klara av det de förväntas och hålla god kvalitet, bör man följa instruktioner för dimensionering av flänsförband. / During the latest period’s changes, Scania’s Transmission unit in the DT assembly workshop has seen that the expected quality of their screw joints has not been met, which accounts for the majority of their assembly steps. The purpose of this thesis is to identify which types of problems can occur with screw joints, what the causes can be and how the problems can be solved.The central areas examined are partly how friction and screw extension can affect the clamping force, as well as the impact an assembly environment can have on the clamping force and its behavior when tightening. Characteristics of the screw joint such as stiffness, materials and dimensions have played an important role in fulfilling the purpose of the thesis. Furthermore, the relationship between torque, friction and clamping force has been studied.The conclusions reached are that friction has a major impact on how great the clamping force becomes after tightening. Measuring the extension of the screw over time to find out how the clamping force varies is best done with an ultrasonic device as this method makes it possible and easy to measure when it is very difficult to access the screw in any other way. If the tightening speed is changed, then there are changes in both friction and how the material sets which affects the clamping force of the screw joint. A faster tightening speed has the advantage that the tightening step does not take as long, but if the speed is increased then it is important to know what this affects and if this can be tolerated.The torque-angle monitoring method allows deviations to be detected during tightening and shows that an assembly environment can cause problems with the screw joints. Regarding how an assembly environment can affect the quality of the screw joints, it is also recommended that factor tests should be used. With factor tests it is possible to identify how great the effect of different factors which are present in an assembly environment can be, as well as if there are any interaction between the factors.For the screw joints to cope with what is expected and to keep good quality, instructions should be followed for the dimensioning of flange joints.

A torque transducer or a torque sensor is a device for measuring and recording the torque on a rotating system. Torque transducers usually employ strain gauges to measure the torsional moment applied to a rotating shaft.It is to be noted that for an ideal torque transducer, it should measure only the strain that is caused by a torque. Strain due to bending load should be compensated as per the Wheatstone bridge arrangement. However, because of geometrical tolerances and assembly errors, the compensation doesn’t occur and the measured strain is a resultant of bending loads and axial loads which are undesired to measure the torque associated with the system. An analytical formulation has been developed using Matlab and this thesis gives the generalized indication of the strain due to all the associated loads. The user shall also entire the region where the strain needs to be computed and this knowledge can be useful for placing the strain gauges in the shaft accordingly. Initially, the formulation is based on a standard Torque Transducer used at Atlas Copco and then, a generalized result has been developed. The theoretical formulation is verified using the ProEngineer Mechanica software. The end user shall enter the different loads (if any) along with the geometrical tolerance values and the output will be an indication of the strain at point, strain at a region and sensitivity. The main intention of the thesis is to create a better understanding of the strain associated with the twisting, bending and axial loads and also the geometrical imperfections. The user can also make a decision on the location of strain gauges on a shaft for maximum accuracy. Finally, the differences in error from different possible configurations are compared and a conclusion has been made based on factorial design pertaining to design of experiments. / Momentgivare är små sensorer som används för att mäta och registrera vridmomentet på en roterande axel. Momentgivare baseras vanligtvis på trådtöjningsmätare för att mäta vridmomentetet kring axeln de är fixerade på. Det skall noteras att en ideal momentgivare endast bör mäta den yttöjning som uppkommer på grund av ett vridmoment. Den belastning som uppkommer på grund av axelns böjning kompenseras bort med hjälp av en Wheatstonebrygga. Men på grund av geometriska toleranser och monteringsfel kan kompensationen bli felaktig och då påverkas det uppmätta momentet även av böj och axialbelastningar vilket är oönskat. En analytisk modell har utvecklats med hjälp av Matlab och denna rapport undersöker de olika lastfallens bidrag till momentfelet. Användaren kan ange området där yttöjningen skall beräknas och utifrån de beräkningarna bestämma var trådtöjningsgivarna bör placeras. Inledningsvis är beräkningarna baserade på en av Atlas Copcos momentgivare och sedan har generaliserade resultat utvecklats. De teoretiska beräkningarna verifieras med hjälp av programmet ProEngineer Mechanica. Användaren kan ange vilka belastningar som axeln känner samt de geometriska toleransvärdena och modellen beräknar då ytspänningen för den valda regionen. Det huvudsakliga syftet med denna avhandling är att skapa en bättre förståelse av ytspänningen som uppkommer på grund av vridning, böjning och axiella belastningar och även geometriska imperfektioner. Modellen kan också användas för att göra beräkningar som visar var töjningsgivare bör placeras på axeln för maximal precision. Slutligen har de introducerade felet från de olika möjliga konfigurationerna jämförts och en slutsats har dragits baserat på faktorförsök.

Today high-rise timber buildings are more popular than ever and designers all over the world have discovered the beneficial material properties of timber. In the middle of the 1990’s cross-laminated timber (CLT), was developed in Austria. CLT consists of laminated timber panels that are glued together to form a strong and flexible timber element. In recent years CLT has been on the rise and today it is regarded as a good alternative to concrete and steel in the design of particularly tall buildings. Compared to concrete and steel, timber has lower mass and stiffness. A high-rise building made out of timber is therefore more sensitive to vibration. The vibration of the building can cause the occupants discomfort and it is thus important to thoroughly analyze the building’s dynamic response to external excitation. The standard ISO 10137 provides guidelines for the assesment of habitability of buildings with respect to wind-induced vibration. The comfort criteria herein is based on the first natural frequency and the acceleration of the building, along with human perception of vibration. The aim of this thesis is to identify the important structural properties affecting a dynamic analysis of a high-rise timber building. An important consequence of this study is hopefully a better understanding of the interactions between the structural properties in question. To investigate these properties and any potential interactions a so-called factorial experiment is performed. A factorial experiment is an experiment where all factors are varied together, instead of one at a time, which makes it possible to study the effects of the factors as well as any interactions between these. The factors are varied between two levels, that is, a low level and a high level. The design of a factorial experiment includes all combinations of the levels of the factors. The experiment is performed using the software FEM-Design, which is a modeling software for finite element analysis. A fictitious building is modelled using CLT as the structural system. The modeling and the subsequent dynamic analysis is repeated according to the design of the factorial experiment. The experiment is further analyzed using statistical methods and validated according to ISO 10137 in order to study performance and patterns between the different models. The statistical analysis of the experiment shows that the height of the building, the thickness of the walls and the addition of mass are important in a dynamic analysis. It also shows that interaction is present between the height of the building and the thickness of the walls as well as between the height of the building and the addition of mass. Most of the models of the building does not satisfy the comfort criteria according to ISO 10137. However, it still shows patterns that provides useful information about the dynamic properties of the building. Lastly, based on the natural frequency of the building this study recognizes the stiffness as more relevant than the mass for a building with CLT as the structural system and with up to 16 floors in height. / Idag är höga trähus mer populära än någonsin och konstruktörer runtom i världen har upptäckt de fördelaktiga materialegenskaperna hos trä. I mitten på 1990-talet utvecklades korslimmat trä (KL-trä) i Österrike. KL-trä består av hyvlade brädor som limmas ihop för att bilda en lätt och stark träskiva. På senare år har KL-trä varit på uppgång och idag anses materialet vara ett bra alternativ till betong och stål i framför allt höga byggnader. Jämfört med betong och stål har trä både lägre massa och styvhet. En hög träbyggnad är därför mer känslig för vibrationer. En vibrerande byggnad kan leda till obehag för de boende och det är därför viktigt att analysera byggnadens dynamiska respons då den utsätts för yttre belastning. Standarden ISO 10137 ger riktlinjer för att kunna utvärdera komfortkravet för byggnader med avseende på människors känslighet för vibrationer orsakade av vind. Komfortkravet i fråga jämför byggnadens första naturliga egenfrekvens med dess acceleration. Syftet med detta examensarbete är att identifiera de viktiga egenskaperna i en dynamisk analys av en hög träbyggnad. Förhoppningsvis leder det här examensarbetet till en ökad förståelse av samspelseffekterna mellan dessa egenskaper. För att undersöka dessa egenskaper och eventuella samspelseffekter genomförs ett så kallat faktorförsök. Ett faktorförsök är ett försök där alla faktorer varieras tillsammans, istället för en och en, vilket gör det möjligt att studera effekterna av faktorerna samt eventuella samspelseffekter. Faktorerna varieras mellan två nivåer: en låg nivå och en hög nivå. Ett faktorförsök använder sig av samtliga kombinationer av faktorernas nivåer. Försöket utförs med hjälp av programmet FEM-Design, vilket är ett modelleringsverktyg för FE-analys. En fiktiv byggnad modelleras med CLT som stomsystem och en dynamisk analys görs. Försöket analyseras ytterligare med hjälp av statistiska metoder och valideras enligt ISO 10137. Dessa steg upprepas enligt faktorförsöket. Den statistiska analysen av försöket visar att höjden på byggnaden, tjockleken på väggarna samt en ökad massa är viktiga i en dynamisk analys. Den visar också på en samspelseffekt mellan höjden på byggnaden och tjockleken på väggarna, samt mellan höjden på byggnaden och en ökad massa. Merparten av modellerna av byggnaden uppfyller inte komfortkravet enligt ISO 10137. Däremot går det att urskönja mönster som bidrar med viktig information om byggnadens dynamiska egenskaper. Avslutningsvis, baserat på byggnadens naturliga egenfrekvens framhåller den här studien byggnadens styvhet framför dess massa då byggnaden i fråga stabiliseras med KL-trä och har upp till 16 våningar.

Industrial manufacturing companies are working in a greater extent than before to optimize processes as well as reduce variation to build in quality in their products. SCA Munksund produces kraftliners with high variability for the strength measurements bursting strength and SCT-CD, together called strength potential. Variability in these strength measurements leads to either higher quality than requested by customers or to products being scrapped due to substandard quality. The variation in the strength measurements leads to unnecessary production costs according to SCA Munksund. To investigate the variation in strength measurements of a specific grammage of a kraftliner (170 g/m2), the problem-solving methodology DMAIC in Six Sigma was used. DMAIC can be used to translate a complex production problem into a more manageable statistical problem. Design of Experiments (DoE) can be used together with DMAIC to identify casual relationships and can also be applied to increase process knowledge. DoE is a powerful tool when studying how effects of multiple process parameters affect quality parameters in a process. In this master thesis, DMAIC was applied as a method to illustrate how a complex production problem can be tackled. The purpose of this master thesis work was to exemplify how statistical tools and methods can be applied in a manufacturing industry to achieve increased process knowledge. The purpose was applied practically at SCA Munksund kraftliner production site to create increased understanding of the subprocesses where the strength measurements bursting strength and SCT-CD can be affected. DMAIC was initially used to define the problem and DoE was used to generate models that could explain the strength potential. To help answer the thesis question, historical data were analysed to identify potential experimental factors. Appropriate experimental levels were checked in a test before the experiments. Then the experimental factors for bursting strength were determined to A: Läppläge vertikal topplåda, B: Alun bas and C: Koncentration inloppslåda bas and the factors for SCT-CD to A: Läppläge vertikal topplåda, B: Utloppsdifferens top and C: Utloppsdifferens bas. The experiments used a 23 factorial design with three center points. Alun bas and Utloppsdifferens top could on a 10 percent significance level be identified as significant effects. Regression models were developed to describe which factors and factor interactions that affect the strength potential in a kraftliner. The case study results thus illustrates how statistical tools and methods can be applied in a manufacturing industry to increase process knowledge. The result show that the bursting strength and SCT-CD increased with 2,4 % and 1,3 % respectively compared to normal levels during the experiment at the same time as lower operating costs can be achieved. SCA Munksund can save 143 700 SEK per year if the recommended level of Alun bas is followed. / Industriellt tillverkande företag arbetar i större utsträckning än tidigare med optimering av processer samt för minskad variation kring uppsatta toleransgränser i syfte att bygga in rätt kvalitet i sina produkter. SCA Munksund producerar kraftliner med hög variation för styrkemåtten sprängstyrka och SCT-CD. Variationen leder till att kraftlinerrullar antingen kan säljs med bättre kvalitet än efterfrågat eller så kasseras de på grund av bristande kvalitet. I båda avseendena anser SCA Munksund att variationen för styrkemåtten leder till onödiga kostnader vid produktionen. För att utreda variationen i styrkemåtten hos en specifik ytvikt av kraftliner, 170 g/m2, användes Sex Sigmas problemlösningsmetodik DMAIC som förkortat står för Define, Measure, Analyze, Improve och Control. DMAIC används för att översätta ett komplext produktionsproblem till ett mer hanterligt statistiskt problem. Inom problemlösningsmetodiken kan försöksplanering användas för att identifiera kausala samband och kan tillämpas för ökad processkunskap. Försöksplanering är ett kraftfullt verktyg för att kunna studera hur effekterna av flera processparametrar påverkar kvalitetsparametrar i en process. Vid examensarbetet användes DMAIC för att angripa ett komplext problem. Syftet med examensarbetet var att exemplifiera hur statistiska verktyg och metoder kan tillämpas inom en tillverkande industri för att nå ökad processkännedom. Syftet applicerades praktiskt vid SCA Munksunds kraftlinertillverkning för att skapa ökad förståelse inom de delprocesser där styrkepotentialen kan påverkas. DMAIC användes för att initialt kunna definiera problemet och försöksplanering användes för att skapa regressionsmodeller som kan förklara styrkepotentialen. För att uppnå syftet analyserades historisk data för att identifiera potentiella försöksfaktorer. Lämpliga försöksnivåer kontrollerades vid ett test innan experimenten. Därefter kunde försöksfaktorerna fastställas för sprängstyrkan till A: Läppläge vertikal topplåda, B: Alun bas och C: Koncentration inloppslåda bas och faktorerna för SCT-CD till A: Läppläge vertikal topplåda, B: Utloppsdifferens topp och C: Utloppsdifferens bas. Experimentet genomfördes enligt en 23 försöksplan med tre centrumpunkter. Alun bas och Utloppsdifferens toppkunde med 10 % signifikansnivå identifieras som signifikanta effekter. Anpassade regressionsmodeller skapades i syfte att beskriva vilka faktorer och samspel mellan faktorer som påverkar styrkepotentialen i kraftlinern. Fallstudien illustrerar därmed hur statistiska verktyg och metoder kan tillämpas inom en tillverkande industri för att nå ökad processkännedom. Jämfört mot normala nivåer visar resultaten från de experiment som genomfördes i fallstudien att sprängstyrkan ökade med 2,4 % och SCT-CD med 1,3 % samtidigt som lägre driftskostnader kan uppnås. Efterföljs den rekommenderade nivån för alun i kraftlinerns basskikt leder det till en besparing på 143 700 SEK per år. Besparingen av alun är endast beräknad på den studerade kraftlinern med ytvikt 170 g/m2, vilket innebär att ytterligare besparingar bör vara möjliga för resterande 18 ytvikter.