Road feedback is an essential part of the driving experience, representing a connection betweenthe driver and the vehicle motion. Road feedback in a steer-by-wire system must berecreated and transferred to the driver through a feedback motor mounted on the steeringwheel. This project aimed to implement a function in the feedback motor control with thepurpose of giving the driver road feedback. The function should enhance the drivers trustand confidence in the steering system. Specifically, the function should provide the driverwith a feeling of being connected to the vehicle. A pre-study on the subject of steering feel was made as well as an interview study, whichresulted in a list of hypotheses. The hypotheses became a basis for generating conceptideas, together with measurement data of vehicle network signals for different drivingscenarios. Two different functions were then modelled and implemented in MathWorksSimulink. Function 1 models force components acting on the front road wheels in longitudinal,lateral and vertical direction. The forces result in a torque contribution fromeach dimension that acts around the steering axis and represents a reaction in the steeringsystem due to road disturbances. The torque is then translated to a steering wheel torque.Function 2 strives to capture road surface roughness through the high frequency informationin the steering rack motor torque. Three different road surfaces were studied; smoothasphalt, rough asphalt and gravel road. A test rig was used in order to verify the behaviour of the functions. The final step of theproject was to implement the functions in a test vehicle, where they could be further tunedand evaluated. The force component models of Function 1 captured different types of roadfeedback which were evaluated separately by timing, authenticity and desirability. Theresult of this evaluation was positive considering them separately. When the models werecombined it resulted in an unwanted behaviour. Function 2 gave torque feedback that feltauthentic and natural, especially for the gravel road case. However, it was more difficult todistinguish different asphalt types. The conclusion was that neither Function 1 nor 2 couldbe approved as finished functions, however both are considered as interesting concepts forfurther development. Fully steer-by-wire steering transmissions have now been approved for usage. This meansthat one of the remaining challenges for implementing steer-by-wire cars on today’s marketis the subjective views from the customers. Function 1 and 2 could be a way to providethe drivers with trust towards the steering, and at the same time, enhance the drivingexperience. / <p>The presentation was held at ACAS at Linköping University. The presentation included a summary and learnings from the project. A short demonstration was performed using a test-rig consisting of a steering wheel, a feedback motor and a control unit. </p>

Nowadays vehicle design paradigm influences not only the effectiveness of the different means of transport, but also the environment and economy in a critical way. The assessment of the consequences that design choices have on society at large are necessary to understand the limits of the methods and techniques currently employed. One of the mechanisms set in motion is the planned obsolescence of products and services. This has affected vehicle design paradigm in such a way that the variety in the market has shadowed the primary function of vehicle systems: the transport of persons and goods. Amongst the consequences of the expansion of such market is the exponential rise on combustion emissions to the atmosphere, which has become a great hindrance for humans health and survival of ecosystems. The development of evaluation tools for such consequences and their piloting mechanisms is needed so as to implement an ECO2  (Ecological and Economical) vehicle design paradigm. Moreover, the multifunctional design paradigm that drives aeronautical and vehicle engineering is an ever-growing demand of smart materials and structures, able to fulfil multiple requirements in an effective way. The understanding of certain phenomena intrinsic to the introduction of novel materials has found certain limits due to the complexity of the models needed. This work presents as a first step an assessment of the causes and consequences of the vehicle exponential market growth based on the analysis of the planned obsolescence within. Furthermore, a method for the acoustic response analysis of multilayered structures including anisotropic poroelastic materials is introduced. The methodology consists in a plane wave approach as a base for introducing the complex mechanic and acoustic equations governing anisotropic homogeneous media, e.g. open-celled foams, into an alternative mathematical tool manipulating physical wave amplitudes propagation within the studied media. In addition, this method is coupled to a power partitioning and energetic assessment tool so as to understand the phenomena present in complex multilayered designs. / <p>QC 20150323</p>

The main objective of this project is to investigate the applicability of the IMO second-generation intact stability criteria in enhancing the process of designing fishing vessels, which often face stability challenges due to their narrow hulls and harsh operating environments. The study involves analyzing the impact of these criteria, specifically focusing on dead ship conditions and Level 1 and Level 2 excessive acceleration criteria, on the design of three fishing vessels. Through thorough theoretical examination and practical assessment, the research seeks to provide naval architects with valuable insights into designing safer and more stable fishing vessels. The investigation also explores the potential benefits of incorporating bilge keels to mitigate lateral acceleration effects, aiming to enhance crew safety. Finally, a discussion of the computation results is held, followed by a conclusion. / Huvudsyftet med detta projekt är att undersöka tillämpbarheten av IMO:s andra generationens kriterier för intaktstabilitet för att förbättra processen med att designa fiskefartyg. Denna typ av fartyg har ofta flera stabilitetsutmaningar på grund av deras smala skrov och krävande driftsmiljöer. Studien innefattar att analysera effekterna av dessa kriterier, med särskild fokus på "dead ship" villkor samt nivå 1- och nivå 2-kriterierna för kraftiga acceleration, på designen av tre fiskefartyg. Genom teoretisk granskning och praktisk bedömning ämnar forskningen ge fartygskonstruktörer insikter för att designa säkrare och mer stabila fiskefartyg. Undersökningen utforskar också de potentiella fördelarna med att inkludera slingerkölar för att mildra effekterna av lateral acceleration och därmed öka besättningens säkerhet. Rapporten avslutas med en diskussion kring beräkningsresultaten, följt av en slutsats.

High-Frequency Mechanical Impacts (HFMI) is a surface treatment technique utilized to introduce residual stresses and extend the service life of structures. This project primarily focuses on studying the life extension effects of HFMI on welded structures that have undergone fatigue and have existing cracks. This is of significant importance for the maintenance of structures jointed with welds, such as bridge structures. Therefore, this project selected welded components with lower fatigue strength in bridge structures as research specimens for analysis and testing.To simulate the conditions that bridges experienced over many years of usage, initial notches were prepared near the weld toes. A data acquisition and control system was developed to analyze crack propagation behavior, using NI devices to assess the pre-fatigue condition and control the fatigue testing machine. To understand the test results, fracture mechanics calculations and finite element simulations were applied for comparison.In conclusion, based on the experimental results, HFMI improves the life of welded structures with cracks. This demonstrates the feasibility of using HFMI for the maintenance of bridge welding structures and extending their service life. / HFMI (High-Frequency Mechanical Impacts) är en ytbehandlingsteknik som används för att införa restspänningar och förlänga livslängden hos strukturer. Detta projekt fokuserar främst på att studera effekterna av HFMI på svetsade strukturer som har genomgått utmattning och har befintliga sprickor. Detta är av stor betydelse för underhållet av strukturer som sammanfogas med svetsar, t.ex. brokonstruktioner. I detta projekt valdes därför svetsade komponenter med lägre utmattningshållfasthet i brokonstruktioner som forskningsexemplar för analys och provning.För att simulera de förhållanden som broar utsätts för under många års användning förbereddes initiala sprickor vid svetsfogarna. Ett datainsamlings och styrsystem utvecklades för att analysera sprickornas utbredning, med hjälp av NI-enheter för att bedöma tillståndet före utmattning och styra utmattningsprovningsmaskinen. För att göra de experimentella resultaten mer rimliga användes brottmekaniska beräkningar och finita elementsimuleringar för jämförelse.Slutsatsen är att HFMI, baserat på de experimentella resultaten, förbättrar livslängden avsevärt för svetsade strukturer med sprickor av djup mindre än 0.5 mm. Detta visar att det är möjligt att använda HFMI för underhåll av svetsade brokonstruktioner och förlänga deras livslängd.

The aim of this thesis work is to design an electric axle that contains all the operational components, like the powertrain, suspension, brakes, and steering system. One of the requirements of this design work is to package all the axle components compactly in one single unit. This work is also carried out to assess the viability of assisting in the overall modularity of the chassis as modularity in commercial vehicles has become a popular trend in recent years due to the increasing market competition as well as the need for more sustainable products. The work has been carried out in three phases - research, conceptualization, and analysis. The research phase consisted of both market research on the existing products available commercially and a literature review of the various components of an axle to find feasible alternatives to the components currently being used in electric axles. In the conceptualization phase, the various e-axle concepts were compared using methods like PUGH’s matrix to eliminate concepts that did not seem feasible for the detailed design. Preliminary CAD models were designed for the One-motor solution and the In-wheel motor solution. The In-wheel motor solution was eliminated due to some critical limitations and the One-motor solution was chosen for the next sub-phase of detailed CAD modeling. This concept was then analysed using Finite Element analysis as well as kinematic analysis to get insights into the axle performance as well as to observe the load distribution on the axle during operation. / Målet med detta examensarbete är att designa en elektrisk axel som innehåller alla driftskomponenter, såsom kraftöverföring, fjädring, bromsar och styrning. Ett av kraven för denna design är att kompakt packa alla axelkomponenter i en enda enhet. Arbetet utförs också för att bedöma genomförbarheten av att bidra till den övergripande modulariteten hos chassit, eftersom modularitet inom kommersiella fordon har blivit en populär trend de senaste åren på grund av ökad marknadskonkurrens samt behovet av mer hållbara produkter. Arbetet har genomförts i tre faser - forskning, konceptualisering och analys. Forskningsfasen bestod av både marknadsundersökningar av befintliga produkter som finns kommersiellt tillgängliga och en litteraturgenomgång av olika delkomponenter i en axel för att hitta genomförbara alternativ till de komponenter som för närvarande används i elektriska axlar. I konceptualiseringsfasen jämfördes olika e-axelkoncept med hjälp av metoder som PUGH-matrisen för att eliminera koncept som inte verkade genomförbara för den detaljerade designen. Preliminära CAD-modeller designades för enmotorslösningen och in-wheel- motorlösningen. In-wheel-motorlösningen eliminerades på grund av vissa begränsningar, och enmotorslösningen valdes för nästa underfas av detaljerad CAD-modellering. Detta koncept analyserades sedan med hjälp av elementanalys samt kinematisk analys för att få insikter i axelns prestanda och observera belastningsfördelningen på axeln under drift.

Wind propulsion is a traditional way to propel ships over the oceans. In the recent development towards more sustainable shipping, sailing is considered in the industry again with high momentum. For a modern merchant ship, the aerodynamic forces generated on the particular rigging are unusual. Tailored research and experiments are required to understand their influence on the ship’s sailing behaviour. This work concerns the aerodynamic interactions on a model-sized car carrier with four 360° rotatable, symmetric, rigid wings aligned along the centreline on deck. Differential pressures on the wings are measured to capture the generated normal forces. In a comprehensive post-processing, data recorded in systematic experiments at two apparent wind angles were evaluated. A comparison for the different wing positions on board the model shows stronger interactions in upwind sailing conditions than when reaching. The two-dimensional data prove a significant influence of the hull in the normal force profiles over the wing span. The results of this work indicate that the aerodynamic conditions while sailing have to be attentively considered for efficient wing trimming. / Under en lång tid användes främst vindkraft för framdrivningen av fartyg. Det är först på senare år att seglingskonceptet har fått ett nytt uppsving inom marinindustrin med tanke på dess hållbarhet. För fraktfartyg är de aerodynamiska krafterna vid segling ovanliga. Därför behövs särskild forskning och experimentella metoder för att förstå hur de påverkar fartygens seglingsbeteende. I detta arbete undersöks aerodynamiska interaktioner på en modell av ett biltransportfartyg med fyra symmetriska, 360° roterbara vingsegel på däck längs midskeppslinjen. I systematiska experiment på två kurser mot vinden mättes differenstryck över vingprofilen för att undersöka de genererade normalkrafterna. En jämförelse av data från de fyra olika vingpositionerna och båda kurserna mot vinden visar att de aerodynamiska interaktionerna är starkare på kryss än vid halvvind. De upmätta profilerna av tvådimensionella normalkraftkoefficienter över vingspannet visar på betydande aerodynamiska interaktioner med fartygets skrov. Resultaten av detta arbete visar hur viktigt det är med en grundlig undersökning av strömningsförhållandena för en effektiv segeltrim.

With continuing digitization of railways an increasing number of data is recorded but particularly in operation advanced analysis tends to be partially rudimentary. Yet, it is essential to implement sophisticated processing for all records in order to develop more purposeful and predictive vehicle maintenance strategies that adhere to the increasing requirements imposed by the homologation. Typically developing requisites are permissible track forces and lateral accelerations which are directly affected by the vehicle's condition. The present work addresses this issue by executing a case study focused on a Swiss high-speed electric multiple unit with equivalent conicity being the main parameter of interest. This geometry quantity holds high relevance in determining the running stability of track guided vehicles, respectively in assessment of comfortable and safe operation. Currently, it experiences an increasing significance in the homologation as well. Thus, wheelset maintenance is challenged to elaborately embed equivalent conicity to the other influencing factors in the re-profiling strategy. A framework is established on how operational data can be analyzed and findings systematically be evaluated. The required records are provided by a Swiss railway operator and majorly processed by visualization as well as statistic tools while considering vehicle design and operational aspects. The subsequent proposition of strategies is accompanied by holistic balancing of vehicle needs, maintenance resources, and vehicle scheduling needs. As a result, correlations concerning the vehicle's configuration, design, and operational properties are observed. Incorporating these observations, for example by applying advanced warning limits, enables deduction of more predictive and holistic strategies. The potentially emerging benefits are manifold and range from lower demand on engineering staff, increased mileages, to fewer unplanned servicing tasks and subsequently increased operational stability. Further, the findings emphasize the need of in depth understanding about relevant data to derive more advanced and holistic maintenance strategies. / Med fortsatt digitalisering av järnväg registreras ett ökande antal data. Men särskilt i drift är avancerad analys av dessa data ofta outvecklad och otillräcklig. Därför är det väsentligt för framgångsrik järnvägsdrift att implementera mer avancerad analys för att utveckla mer målmedvetna och förutsägande strategier för fordonsunderhåll i syfte att följa befintliga regelverk. Det här arbetet belyser denna fråga genom en fallstudie med fokus på ekvivalent konicitet i schweiziska eldrivna höghastighetståg. Koniciteten är mycket relevant för att bedöma dynamisk gångstabilitet på spårfordon och avgörande för bekväm och säker tågrörelse. Den utgör en viktig indikator i utformandet av regelverk vilket i sin tur är avgörande vid underhåll av hjulpar och för att bedöma hjulprofilers status. Avhandlingen föreslår ett tillvägagångssätt för hur data av ekvivalent konicitet och relaterade aspekter kan analyseras och systematiskt implementeras i fordonens reprofileringsstrategi av hjulen. Dokumenten tillhandahålls av en schweizisk operatör och utvärderas huvudsakligen genom visualisering och statistiska verktyg samtidigt som design- och driftsaspekter kontinuerligt prövas. Präsentationen av strategier åtföljs av en helhetlig utvärdering av behov för såväl fordon och underhållsanläggningar som schemaläggningar av driften. Som ett resultat av detta observeras korrelationer mellan fordonens tekniska egenskaper med design- och driftsegenskaper. Genom att inkludera dessa observationer, till exempel genom att tillämpa avancerade varningsgränser, kan mer predikativa och helhetliga strategier föreslås. De potentiella fördelarna är många och kan sträcka sig från lägre behov av ingenjörspersonal, ökad körsträcka, till färre oplanerade serviceuppgifter och leder till ökad driftstabilitet. Vidare betonar resultaten behovet av djupgående förståelse för parametrar för att härleda helhetliga underhållsstrategier.

Additive manufacturing (AM), also known as 3D printing, has emerged as a rapidly growing manufacturing technique with numerous advantages over traditional methods. This thesis project investigates the application of AM in suspension design. The aim is to explore the advantages of AM, suitable product selection, and the potential for gaining a competitive edge by leveraging AM effectively. Through this research, a printable part specifically designed for AM will be developed. The project's results demonstrate the advantages of AM when the technique is harnessed effectively. Merely switching manufacturing techniques without considering AM's value-added aspects is unlikely to yield the desired benefits. However, designing components with AM in mind from the initial stages can unlock numerous advantages. The findings of this thesis project contribute to understanding how AM can be leveraged to optimize mountain bike suspensions. By evaluating the advantages and disadvantages of the designed parts, valuable insights are provided for Öhlins and the wider biking industry. This knowledge enables informed decision-making for strategic integration of AM in future product development and manufacturing processes. This research underscores the significance of thoughtful design considerations and effective integration of AM to harness its full potential in enhancing the performance, cost-efficiency, and functionality of mountain bike suspension. / Additiv tillverkning (AM), även känt som 3D-printning, har framträtt som en snabbt växande tillverkningsteknik med flertalet fördelar gentemot traditionell tillverkningsteknik. Detta examensarbete undersöker tillämpningen av AM inom design av stötdämparsystem. Målet är att utforska fördelarna med AM, lämpligt urval av produkter samt potentialen att få en konkurrensfördel genom att effektivt utnyttja AM.  Genom denna forskning blir en printbar produkt framtagen speciellt designad för AM. Projektets resultat demonstrerar sedan fördelarna med AM när tekniken utnyttjas på ett effektivt sätt. Genom att endast byta tillverkningsmetod utan att ta i beaktning de värdeskapande delar AM erbjuder är produkten osannolik att kunna dra nytta av de önskade fördelarna. Om produkten designas med AM från ett tidigt stadie kan detta bredda vägen för utnyttjandet av de flertalet fördelar som kommer med AM.  Resultaten av detta examensarbete bidrar till djupare förståelse om hur AM kan utnyttjas för att optimera en mountainbikes stötdämpare. Genom att utvärdera för- och nackdelar av de designade delarna förseddes Öhlins och även den bredare cykelindustrin med värdefull insikt. Denna kunskap möjliggör för framtida informerade strategiska beslut i hur produktutveckling och tillverkningsprocesser ska tillämpas.  Denna forskning understryker betydelsen av att göra designval noggrant igenom effektiv integration av AM för att fullt utnyttja den potential och fördelarna AM kan ge för förbättrad prestanda, kosteffektivitet samt funktionalitet av stötdämparsystem för mountainbikes.

The development of autonomous driving in recent years has been in full swing and one of the aspects that Autonomous Vehicles (AVs) should always focus on is safety. Although the corresponding technology has gradually matured, and AVs have performed well in a large number of tests, people are still uncertain whether AVs can cope with all possible situations. This world is complex and ever-changing, experiencing countless disturbances every moment, and according to The Butterfly Effect, even the most insignificant small disturbance may set off a huge storm in the near future. If AVs really enter people’s daily lives, they will inevitably encounter many unexpected situations that have never been experienced before. Thus how to ensure that AVs can handle these well has become the most important issue at the moment. It is necessary to give the Automated Driving System (ADS) sufficient challenges during training and testing for acceptable safety and stability. However, dangerous and extreme driving scenarios in the real world are very rare, and it is also very expensive for such a test to be carried out in reality. Therefore, artificially creating a series of critical driving scenarios then training and testing the ADS in a simulation environment has become the current mainstream solution. This thesis project builds a complete framework for the automatic generation, simulation, and analysis of safety-critical driving scenarios. First, the specified scenarios and features are sequentially extracted from the naturalistic driving dataset through pre-defined rules; then a Density Estimation Model is adopted to learn the features, trying to find the distribution of the specified scenarios; after the distribution is obtained, synthetic driving scenarios can be obtained by sampling. Finally, visualize these synthetic scenarios via simulation for safety assessment and data analysis. / Utvecklingen av självkörande fordon har varit i full gång de senaste åre och en av aspekterna som självkörande alltid bör fokusera på är säkerheten. Även om motsvarande teknik gradvis har mognat, och självkörande har presterat bra i ett stort antal tester, är människor fortfarande osäkra på om självkörande klarar av alla möjliga situationer. Den här världen är komplex och ständigt föränderlig, upplever otaliga störningar varje ögonblick, och enligt The Butterfly Effect kan även den mest obetydliga lilla störningen sätta igång en enorm storm inom en snar framtid. Om självkörande verkligen kommer in i människors dagliga liv kommer de oundvikligen att möta många oväntade situationer som aldrig har upplevts tidigare. Så hur man säkerställer att självkörande kan hantera dessa väl har blivit den viktigaste frågan för tillfället. Det är nödvändigt att ge självkörande tillräckliga utmaningar underträning och testning för acceptabel säkerhet och stabilitet. Men farliga och extrema körscenarier i den verkliga världen är mycket sällsynta, och det är också mycket dyrt att genomföra ett sådant test i verkligheten. Att på konstgjord väg skapa en serie kritiska körscenarier och sedan träna och testa det automatiserade körsystemet i en simuleringsmiljö har därför blivit den nuvarande vanliga lösningen. Detta examensarbete bygger ett komplett ramverk för automatisk generering, simulering och analys av säkerhetskritiska körscenarier. Först extraheras de specificerade scenarierna och funktionerna sekventiellt från den naturalistiska kördatauppsättningen genom fördefinierade regler; sedan antas en densitetsuppskattningsmodell för att lära sig funktionerna och försöka hitta fördelningen av de specificerade scenarierna; efter att fördelningen erhållits kan syntetiska körscenarier erhållas genom provtagning. Slutligen, visualisera dessa syntetiska scenarier via simulering för säkerhetsbedömning och dataanalys.

The ability to control the trajectory and understanding the atmospheric effects on the flight performance of a scientific high altitude balloon has long been an aspiring ambition. This thesis work analyses the thermal and optical environments at float using the simulation software, ANSYS FLUENT. The objectives for this thesis were to evaluate how the solar angle, sunshine factor and the ground emissivity altered the altitude for the balloon during floating condition in Steady-state simulations. A transient simulation was conducted to evaluate the diurnal cycle effects on the altitude of the balloon. The understanding of how the parameters influence the altitude will make it possible to autonomously route the balloon to desired altitudes where you have a favorable wind direction. Performing steady-state simulations showcased the significance of certain parameters. Different solar angles greatly influenced the temperature gradient on the balloon and hence a larger lifting force acted on the balloon when the sun was at its highest point. Varying the cloudiness mostly affected the maximum temperature distribution and did not affect the minimum temperature distribution. The steady-state simulations also indicated a limited but noticeable dependence on the ground emissivity. From the transient simulations it was further enhanced how great of influence the solar angle have, which was illustrated by running diurnal cycles. It was also apparent that there are great differences depending on the seasons. For future applications, it would be of interest to investigate the effects caused by wind velocities in the steady-state case. A comparative analytic solution should be performed in order to validate the simulation results.