131 |
Modeling and OpenFOAM simulation of streamers in transformer oil / Modellering och OpenFOAM-simulering av streamers i transformatoroljaFors, Jonathan January 2012 (has links)
Electric breakdown in power transformers is preceded by pre-breakdown events such as streamers. The understanding of these phenomena is important in order to optimize liquid insulation systems. Earlier works have derived a model that describes streamers in transformer oil and utilized a finite element method to produce numerical solutions. This research investigates the consequences of changing the numerical method to a finite volume-based solver implemented in OpenFOAM. Using a standardized needle-sphere geometry, a number of oil and voltage combinations were simulated, and the results are for the most part similar to those produced by the previous method. In cases with differing results the change is attributed to the more stable numerical performance of the OpenFOAM solver. A proof of concept for the extension of the simulation from a two-dimensional axial symmetry to three dimensions is also presented. / Elektriska genomslag i högspänningstransformatorer föregås av bildandet av elektriskt ledande kanaler som kallas streamers. En god förståelse av detta fenomen är viktigt vid konstruktionen av oljebaserad elektrisk isolation. Tidigare forskning i ämnet har tagit fram en modell för fortplantningen av streamers. Denna modell har sedan lösts numeriskt av ett beräkningsverktyg baserat på finita elementmetoden. I denna uppsats undersöks konsekvenserna av att byta metod till finita volymsmetoden genom att implementera en lösare i OpenFOAM. En standardiserad nål-sfär-geometri har ställts upp och ett flertal kombinationer av oljor och spänningar har simulerats. De flesta resultaten visar god överensstämmande med tidigare forskning medan resultat som avviker har tillskrivits de goda numeriska egenskaperna hos OpenFOAM-lösaren. En ny typ av simulering har även genomförts där simulationen utökas från en tvådimensionell axisymmetrisk geometri til tre dimensioner.
|
132 |
3D parameterized FEM modelling of a piston ring in a marine diesel engine : a simulation approch using FEM / 3D parametriserad FEM modellering av en kolvring i en marin dieselmotorElfridsson, Jon January 2010 (has links)
The piston ring in a marine two-stroke diesel engine operates in demanding conditions, involving high temperatures and pressures. Its main purposes are to seal the combustion chamber of the engine, minimize the frictional contact against the cylinder liner and transfer heat from the piston. The development of new piston ring designs for marine diesel engines is mainly based on engineering knowledge and expertise but is somewhat unstructured. A new method which may be used to overcome this lack of structure is to simulate the working conditions for the piston ring. This is the main objective of this thesis work, to invent a simulation method which allows accurate and distinct results to be obtained and thereby knowledge about piston ring performance. The simulation method is based on a three-dimensional geometric model of the piston ring, where the radial geometry should be described by the lathe curve from industry. It should also be implemented and function automatically as a simulation tool. In short terms, the calculated stresses and strains in the material, the contact pressure against the cylinder liner and the piston ring twist should be evaluated. The simulation tool should be able to model two different types of piston ring designs, namely straight cut design and CPR design, and both with optional dimensions. Validation of the results are performed with a simulation model which uses fewer dimensions, but also utilizes engineering knowledge from the marine industry. In addition to this, some more advanced investigations have been performed in order to demonstrate the capacity and power of the simulation tool. The simulation method appears to perform well and according to the simple model, but it also shows good prediction in more advanced investigations. For example, piston rings in overheated engines tend to twist more than usual, which could be seen in real investigations, and the behavior is easily recreated with the simulation tool. Also investigations with reduced cross sections, which is well known within high-speed engines, are performed. The method is executed automatically with the developed simulation tool which is based on ANSYS, a commercial simulation software. This software, that is commonly used in development work, uses a finite element method to solve the problem. The simulation tool is used as an external input which configures the geometry, finite element formulation and the result rendering. / Kolvringen i en marin tvåtaktsmotor arbetar under krävande förhållanden i form av hög temperatur och högt tryck. Dess huvudsyften är att täta motorns förbränningskammare, minimera friktion mot cylindern och transportera värme från kolven. Utvecklingen av nya kolvringsmodeller för marint bruk är huvudsakligen baserat på ingenjörskunskap och expertkunnande vilket dock lett till en viss osäkerhet. En modern metod för att bemästra denna osäkerhet är att simulera kolvringen och dess förhållanden i motorn. Det huvudsakliga målet är att skapa en simuleringsmetod som ger noggranna och tydliga resultat och därav kunskap om kolvringens påfrestningar och egenskaper under drift av motorn. Simuleringsmetoden är skapad för en tredimensionell geometri som är beskriven av bl.a. den svarvkurva som används inom industrin. Metoden skall även vara implementerad och fungera automatiskt som ett beräkningsverktyg vilket inom en rimlig tidsrymd skall beräkna intresseområden såsom spänningar, kontakttryck och twist. Det skall även vara konstruerat så att två olika kolvringmodeller skall kunna simuleras, nämligen rakskuren ring och gastät ring, och båda med valbara dimensioner. Simuleringsmetoden är bekräftad genom att jämföra med en enklare simuleringsmodell samt teknisk kunskap och resonemang. Utöver att bekräfta modellen genomförs även en del mer avancerade undersökningar för att kunna återge simuleringsverktygets verkliga effektivitet. Resultaten återger rätt karaktär och i rätt storleksordning i jämförelse med den enklare modellen men visar även på sanningenliga resultat vid mer avancerade tester. Exempelvis har överhettade motorer ofta en förstärkt twist, vilket är uppmärksammat vid mätningar, och sådana effekter kan återges med simuleringsverktyget. Även tester med förändrade tvärsnittsprofiler, vilka ofta används inom fordonsindustrin, och vilken effekt dessa profiler får på twistningen har genomförts. Metoden och det automatiska simuleringsverktyget är implementerat i den kommersiella programvaran ANSYS. Programmet använder sig av finita elementmetoden för att lösa problem och är ett vanligt program inom flera olika utvecklingsområden. Verktyget används som en extern inläsning till programmet vilket konfigurerar geometrin, finita elementformuleringen och resultatrenderingen.
|
133 |
FE analysis of interlocking C3C solid concrete blocks without casting / Finita element analysen av sammankopplade C3C solida betongblock utan fogDeumic, Emina, Sadic, Damir January 2011 (has links)
Solid concrete Lego blocks can be used as temporary retaining wall systems or as wall separators between different materials such as sand, salt, compost, etc. The advantage of concrete blocks is that you can create temporary constructions. It is easy to move or expand the constructions when no casting is required between the blocks. The purpose of this study is to make models in the Finite Element (FE) software Abaqus/CAE that can be used for calculations of the capacity for interlocking blocks. FE method is an approximate method for solving differential equations. As the concrete blocks are stacked without casting, it is important to find out the construction’s load capacity when it is subjected to a horizontal load. Several types of structures have been modeled in the FE program Abaqus/CAE. These FE models were created with boundary conditions consisting of springs and a pinned connection that allows rotation.The evaluation has been focused on rotating the interlocking blocks. With the help of the FE models, reaction forces have been calculated. The FE results in term of reaction forces have been compared with hand calculations made for the same models. Moreover, a wall and a wall with lateral supports have been simulated to determine the horizontal reaction force for the interlocking concrete blocks. / Massiva Lego betongblock kan ändvänds som tillfälliga stödmurar eller vägg avskiljare för olika material som salt, kompost, sand mm. Fördelen med betongblocken är att man kan skapa tillfälliga konstruktioner. Det är lätt att flytta eller bygga ut konstruktionen när ingen fog krävs mellan blocken. Syftet med denna studie är att skapa modeller i Finita Element (FE) programmet Abaqus/CAE som kan senare användas för beräkning av kapaciteten för sammankopplade block. FE Metoden är en approximativ metod för att lösa differential ekvationer. Eftersom betongblocken är staplade på varandra utan fog är det viktigt att ta reda på konstruktionens lastupptagnings förmåga när den är belastade med horisontalkrafter. Flera typer av konstruktioner har modellerats i FE programmet Abaqus/CAE. Dessa FE modeller har skapats med randvillkor som består av fjädrar och fasta lager som tillåter rotation. Utvärderingen har gjorts med fokus på vältningen i betongblocken. Med hjälp av dessa FE modeller har reaktionskraften tagits fram. FE resultaten i form av reaktionskrafter har sedan jämförts med handberäkningar gjorda för samma modeller. Vidare har en vägg och en vägg med sidostöd FE modellerats för att utvärdera horisontala deformationsegenskaper. / - / -
|
134 |
Increasing Damping Capacity of Shear Walls with Glued-Nail Joints / Ökning av dämpningen hos skjuvväggar med limmade spikförbandKarlsson, Fredrik, Ramic, Zlatan, Tartes, Karl January 2012 (has links)
The purpose of this master thesis has been to investigate the possibility to increase the damping capacity of shear walls with the use of glue in combination with nails. It has been done with experiment and with FE-simulations. The first experimental part is tensile tests of four different glue types which have been analyzed to get material data. The second experimental part is analysis of glued-nail joint in shear test. FE-simulations of glued-nail joints are finally done in Abaqus/CAE. The experiments in shear tests of glued-nail joints showed that two glues failed and could not be used for further analysis. The two other glues had an increase in damping capacity compared with results from nail joint. Further FE-simulations of glued-nailed joints have to be done in order to calibrate the FE-model with the results of glued-nailed joints in shear tests. The uncertainty is found in the material properties of the glue, experimental test data was not adequate. The conclusion is that glued-nail joints can increase the damping capacity in shear walls. / Damping capacity, shear wall, hysteresis, shear test, finite element method, Abaqus/CAE
|
135 |
Hållfasthetsanalys av infästningmellan AGV och motor : med hänsyn till femfaldig säkerhet mot brott / Strength analysis of attachmentbetween AGV and engine : with respect to fivefold safty factor againstfractureEngman, Arvid, Johansson, Carljohan January 2012 (has links)
Automated Guided Vehicles, AGV:er, används i huvudsak som monteringsplattform inom tung fordonsindustri. En AGV kan användas vid montering av motorer, växellådor och chas-sin. AGV:n transporterar produkten genom en slinga i fabriken, där produkten monteras. Idag säljs AGV:n med ett löfte om femfaldig säkerhet mot brott för alla de ingående komponenter-na. AGV:n är konstruerad för att bära upp en last på maximalt 1800 kg, med säkerhetsfaktorn inkluderad. Lastens tyngdpunkt tillåts ligga en meter ut från infästningen som kopplar sam-man AGV:n med lasten. I arbetet illustreras lasten av en fiktiv motor, som väger 1800 kg med tyngdpunkten placerad en meter ut från infästningen. I detta arbete undersöks om konstruktionen av kopplingen, som kopplar samman motorn med AGV:n, lever upp till utlovad säkerhet. De delar som, i huvudsak, utgör kopplingen mellan AGV och motor är fixtur, kamskiva samt adapterplatta. Fixturen och kamskiva är monterade på AGV:n, adapterplattan monteras temporärt på motorn. Adapterplattan har tre klackar som sammanlänkar den med fixturen. För att avgöra hur väl kopplingen lever upp till femfaldig säkerhet mot brott, kartläggs de krafter som verkar i kopplingen. Dessa krafter ligger till grund för de FE-analyser som utreder kopplingens spänningsfördelning. Utifrån FE-analyser och analytiska beräkningar av kopp-lingen bestäms hållfasthetsegenskaperna. Kopplingens komponenter har, generellt, goda hållfasthetsegenskaper som lever upp till fem-faldig säkerhet mot brott. Resultaten visar att vissa komponenter har tiofaldig säkerhet mot brott vid belastning med den 1800 kg tunga motorn. Dock visar beräkningar av skruvför-banden i kopplingen på brister som bör åtgärdas. Skruvförbanden i fixturens klackar understi-ger de krav, som baseras på säkerhetsfaktorn. Under förstudien uppdagas det att fixturen, på vissa AGV:er, monterats med skruvar med lägre hållfasthetsklass än vad som står angivet på ritningsunderlaget. Detta medför en allvar-ligt sänkt säkerhet för kopplingen. Orsaken till att fel skruvar använts är inte känd. Ett arbets-sätt för att förhindra fel skruv vid montering bör finnas. I arbetet studeras Arbetsmiljöverkets föreskrift ”AFS 2008:3 – Maskiner” vilken har legat till grund vid val av säkerhetsfaktor för konstruktionen. Utifrån studien av AFS 2008:3 genom-förs ett försök till att tolka den säkerhetsfaktor som gäller för kopplingen. Resultaten av denna rapport kan ligga till grund för ett fortsatt arbete, då en vidareutveckling av kopplingen blir aktuell. / Automated Guided Vehicles, AGV´s, are mainly used as a mounting platform in the heavy vehicle industry. An AGV is commonly used in the assembly process of; engines, gearboxes and chassis. The AGV transports the product through a predefined trail in the plant where the product is mounted. Today the AGV is being sold with a promise, from the manufacturer, that the construction is engineered with a safety factor five, against fracture, for any component in the AGV. It is engineered to support loads to a maximum of 1800 kg, with this safety factor included. The center of gravity is allowed to be one meter out from the mount that connects AGV with the supported load. This work investigates if the coupling, which connects the supported engine with the AGV, meets safety requirements. The coupling consists three main parts; fixture, cam-disk and an adapter plate. The fixture and cam-disk is mounted on the AGV, and the adapter plate is tem-porarily mounted on the engine. The adapter plate has three so called “heels” that links it with the fixture. To determine how well the coupling meets the safety requirements, the forces acting in the structure, while the AGV is loaded, is calculated. The work load is illustrated by a fictional engine, weighing 1800 kg with its center of gravity placed one meter out from the mount. These forces form the basis for the FE-analyzes, investigating the coupling strength proper-ties. Knowing the couplings strength properties, conclusions if the coupling meets the safety requirements can be adopted. The coupling component has, in general, good strength properties that meet the safety re-quirement of five-times security. The results show that some components have tenfold safety, while the AGV carries a load of 1800 kg. Calculations show that the screw connections of the fixture don’t meet the safety requirement and needs to be further investigated. The pilot study revealed that the fixture, for some AGVs, has been assembled with wrong screws. Instead of 10.9-screws, 8.8-screws were used. This leads to a serious consequence of reduced security for the construction. The cause of why fault screw was used is not known. One approach to prevent wrong screw is highlighted as suggestions for improvement. To understand why such a high security factor as five is chosen, the regulations “AFS 2008:3 – maskiner” that formed the basis for selecting the safety factor is studied. The study has been a basis for the conclusions for this work. The results of this survey may serve as a basis for further work, when further development of the coupling is relevant.
|
136 |
Utmattningsanalys av järnvägsbroar : En fallstudie av stålbroarna mellan Stockholm Central och Söder Mälarstrand, baserat på teoretiska analyser och töjningsmätningar / Fatigue assessment of railway bridges : A case study of the steel bridges between Stockholm Central station and Söder Mälarstrand, based on theoretical analysis and field measurementsAndersson, Andreas January 2009 (has links)
<p>Föreliggande avhandling omfattar en fallstudie av utmattningsrisken för järnvägsbroarna mellan Stockholm Central och Söder Mälarstrand. Ett stort antal utmattningssprickor i broarna över Söderström och Söder Mälarstrand har sedan länge varit kända. I samband med en bärighetsutredning av sträckan har ett stort antal anslutningspunkter i samtliga broar identifierats som kritiska avseende utmattningsrisk. Sträckan är den mest trafikerade i Sverige och de förenklade beräkningsmetoder som anges i Banverkets föreskrift för bärighetsberäkningar är i vissa fall inte tillämpliga.</p><p>De formella bärighetsberäkningarna har visat på flerfaldiga överskridanden i utnyttjandegrad gällande utmattning. I de punkter som beräkningarna visar störst risk för utmattning har inga sprickor påträffats, trots omfattande förbandsbesiktningar. Beräkningarna baseras på typiserade spänningskollektiv och givet antal spänningsväxlingar, oberoende av den aktuella trafikmängden. Enligt bärighetsnormen ges möjlighet att beakta den verkliga trafikmängden baserat på historiskt bruttotonnage och typiserade trafiklaster. Dessa beräkningar har utförts och visar på ännu större risk för utmattning, jämfört med den förenklade metoden. I syfte att på ett ännu mer nyanserat sätt uppskatta utmattningsrisken har en metod använts, baserat på uppskattning av den faktiska trafikmängden och dess fördelningar. Beräkningarna baseras på trafikdata tillgänglig från Banverket. Metoden är tillämplig på andra järnvägsbroar på andra sträckor.</p><p>Utöver teoretiska beräkningar har töjningsmätningar utförts. Under 2006 utförde dåvarande Carl Bro AB töjningsmätningar på bro över Söder Mälarstrand och viadukt söder om Söder Mälarstrand, avseende några enskilda tågöverfarter. Under 2008 utförde KTH Brobyggnad omfattande töjningsmätningar på bro över Söderström, avseende all trafik under en månads tid.</p> / <p>The present thesis comprises a case study of the risk of fatigue of the railway bridges chaining between Stockholm Central Station and the district Söder Mälarstrand. A large number of fatigue-related cracks in the bridges at Söderström and Söder Mälarstrand have been known for a long time. During a capacity assessment of the current bridges, a large number of connections have been identified as critical concerning fatigue resistance. The route is the most frequent in all of Sweden and the simplified methods of fatigue assessment defined by Banverket may not always be applicable.</p><p>A conventional capacity assessment has shown numerous exceeds in fatigue resistance, using the stated safety margins. No fatigue cracks have been identified at the locations showing the largest theoretical risk of fatigue, in spite of extensive investigations. The conventional calculations are based on a uniform stress collective and a fixed number of stress cycles, independent of the actual traffic volume. According to the regulations stated by Banverket, the assessment may optionally be performed using historical data of the gross tonnage and standardised traffic loading. Such calculations have been undertaken and show even greater risk of fatigue, compared to the conventional assessment. To estimate the risk of fatigue in more detail, a method has been used, based on estimations of the real traffic volume and its distributions. The analysis is based on available data of the traffic volume and may be applied to other railway bridges on other locations.</p><p>Besides theoretical analyses, field measurements have been performed. In 2006, former Carl Bro AB carried out strain gauge measurements on the bridge passing Söder Mälarstrand and the viaduct south of Söder Mälarstrand. The measurements comprised a small amount of individual train passages. During 2008, the division of Structural Design and Bridges at KTH performed an extensive field measurement programme on the bridge passing Söderström. Continuous measurements collecting data of all traffic during a period of one month was performed.</p>
|
137 |
Utmattningsberäkning av hydraulikkopplingar : Metoder och beräkningar gällande utmattningsteorier / Fatigue calcluations of hydraulic quick couplings : Method and calculations considering fatigue limitsPettersson, Emil, Pettersson, Emil January 2015 (has links)
The purpose of this thesis is to investigate the fatigue life of two components in different hydraulic quick couplings. The crack which initiates the fatigue failure usually occurs in the bottom of one of the threads. Thus, the threads in the coupling are carefully investigated. A few different approaches for determining the fatigue life are studied for each component. CAD (Computer Aided Design) models for both components are created and analyzed with FEM (Finite Element Method). By analyzing these components with FEM the stresses and the strains are calculated. These values for stress and strain are used to determine the fatigue life for the different components. The first component is suffering from high cycle fatigue. Four different approaches for high cycle fatigue are investigated. These four are Wöhler-curve, Haigh-diagram, von Mises fatigue criterion and Mises-Sines fatigue criterion. It was found that all of them but the von Mises fatigue criterion give a good approximation of the fatigue life. von Mises fatigue criterion does not consider the midstress, which can be a reason for this. The three other approaches indicate that the component will be suffering from fatigue, but will be relatively close to infinite life. The Wöhler-curve indicates that the component will withstand about 470 000 loading cycles. Compared to the experimental tests where the component withstands about 700 000 loading cycles, it can be said that the approach is a good estimation of the fatigue life. Approximated material data are used. For further work it is essential to obtain experimental material data for better approximation of the fatigue life. The second component is suffering from low cycle fatigue, which means that different approaches are needed. The approaches are originally from Coffin-Manson and Morrow. A total of four low cycle fatigue criterion have been studied. The first one is made by CoffinManson and takes the plastic strain in to account, the second is made by Morrow and takes both the elastic and the plastic strain in to account. The third is a modification of Morrow’s criterion, and will consider the midstresses as well. The fourth is a simplification of Morrow’s criterion where more common material parameters are used. These four have been compared and it can be seen that the CoffinManson criterion gives the best approximation of the reality. The Coffin-Manson criterion gives an approximation of 50 000 loading cycles to fatigue failure which, compared to that the experimental tests suffered from fatigue failure after about 40 000 loading cycles, is a good estimation of the fatigue life.
|
138 |
Fatigue analysis of welded joints in a forestry machine : Utilizing the notch stress conceptNyström, Martin, Tomaz, Tainan Pantano January 2015 (has links)
Welding is one of the most applied technics in the world for joining steel. Welds are liable to the phenomenon of fatigue, which is, primarily, the formation of a crack and consequently reduction of strength due to the action of time varying loads. Fatigue is one of the main causes of failure in steel structures. The aim of this thesis is to do static and dynamic analyses of a forestry crane with the purpose of using the analyses to determine the lifetime due to fatigue of welded components. Two methods for fatigue assessment are used in this work, the Hot-Spot Method and the Notch Stress Method. The first boom, which is a key component for the crane, is analyzed in a Finite Element Method (FEM) software. The found principal stress in accordance with the notch stress method in the first boom is ±165 MPa for the analyzed load case, rendering in a stress range of 330 MPa. The fatigue strength class FAT-225 (m=3), leads to an expected number of 633000 cycles, with a probability of survival of 97,7% for this case. / Svetsning är en av de vanligaste teknikerna för sammanfogning av stål. Svetsar är känsliga för utmattning. Utmattningsfenomenet består primärt av en initial dislokation som genom tidsvarierande belastning formar en spricka som växer och därmed reducerar styrkan i konstruktionen. Utmattning är en av de vanligaste orsakerna till skador i stålkonstruktioner. Målet med detta arbete är att genomföra både statiska och dynamiska analyser av en skogsmaskins kran i avseende att bestämma utmattningslivslängden för dess svetsade konstruktioner. Två metoder för utvärdering används i detta arbete, hot-spot-metoden och notch-stress-metoden. Kranens första bom (lyftarmen) som är en huvudkomponent i kranen analyseras med hjälp av ett Finita Element program i enlighet med notch-metoden. Högsta funna spänningsvariationen i första huvudspänningsriktningen var ±165 MPa för ett av de analyserade lastfallen. Utmattningsklass FAT 225 (m=3) ger en uppskattning om utmattningslivslängd på 633000 cykler med en sannolikhet för överlevnad på 97.7% i detta fall.
|
139 |
Stabilitetsanalyser av ett flerfamiljehus- Analys av fyra metoder att undersöka global stabilitet / Stability Anylisis of an Appartment Building- Analysis of four methods used to determine global stabilityPeterson, Vikor, Zetterlund, Zebastian January 2018 (has links)
Konstruktörer i dagens läge kommer in i projekten väldigt sent samtidigt som dom får allt färre timmar att projektera med. Detta har resulterat i att programvaror rörande beräkningar och konstruktion har fått ett allt större fokus och en högre efterfrågan, samtidigt som kunskapen rörande användningen av dessa program är fortsatt förhållandevis låg.Konstruktionsavdelningen på Strängbetong i Örebro använder idag en kombination av MathCAD, Excel och handberäkning för sina projekt. Reflektion har gjort angående om hur det går att använda program som StruSofts FEM-Design vilket nyttjar finita elementmetoden till sina beräkningar. Avdelningen är dock skeptiskt mot programmets komplexitet och dess resultat från tidigare projekt.Arbetets syfte är analysera stomstabiliteten av ett flerfamiljehus bestående av prefabricerade element utifrån fyra olika metoder med hjälp av FEM-Design. Tre av metoderna är statiska sätt att se på en byggnad medans den fjärde metoden är en förenkling som görs vid traditionell handberäkning. Frågan som undersöks är hur stora skillnaderna blir mellan dessa fyra olika metoder och varför detta inträffar. Stabiliteten analyseras globalt med enbart fokus på jämvikt mot stjälpning.Byggnaden modelleras upp i FEM-Design och analyseras utifrån fyra olika metoder: elasticitetsteori med hänsyn till första ordningens moment, elasticitetsteori med hänsyn till andra ordningens moment, plasticitetsteori och utifrån utredda förenklingar som görs vid en beräkning för hand. För att erhålla ett så realistiskt resultat som möjligt deltog författarna i en två dagars kurs i FEM-Design. Författarna har även spenderat en stor del av tiden i att undersöka hur programmet reagerar på inställningar och laster, för att säkerställa realism och ett korrekt utförande.Resultatet som erhålls är att det förekommer allt från markanta till mindre skillnader mellan metoderna beroende på fall av belastning. Inget generellt ”värsta fall” förekommer utan analyserna innebär att olika kritiska punkter uppstår. Utifrån detta bör samtliga analyser utföras och byggnad ska klara att vara stabil under respektive analys. Del av resultatet är även metoden som tydligt presenteras av hur en stabilitetsanalys i FEM-Design bör utföras på en stomme som består utav prefabricerade element. / Structural engineers nowadays enter projects in the late stages while also receiving fewer hours to do the project planning with. This has led to a shift of focus onto software development and an increase in demand of structural design and calculation software. As this is developing there is still a lack of knowledge regarding how they should be used.The structural division at Strängbetong Örebro are today using a combination of MathCAD, Excel and hand calculation for their precast projects. They have also explored the possibilities of using StruSofts finite element software FEM-Design for their calculations. The structural division remains sceptical due to the complex nature of the program and experiences from previous projects using the software.The purpose of this study is to build an apartment building composed of prefabricated elements and analyse the structural stability of the building using four different methods aided by the software FEM-Design. The program itself relies on the finite element method to solve its calculations. Three of the methods are static ways to view a building while the fourth method is a simplification used for hand calculation the traditional way. The focus of the stability analysis is the overturning of said building. The questions to be answered by this study is how big the difference is between these four methods and why it exists.The building is modelled in FEM-Design and analysed using four different methods: first order elasticity theory, second order elasticity theory, limit load theory and simplifications made using traditional hand calculation. To obtain a reliable result the authors attended a two day course about structural design in FEM-Design. The authors also spent a great amount of time experimenting with the program with a purpose to obtain knowledge of how it works and reacts to a combination of different loads and conditions.The obtained result showcased everything from a minor to a significant difference in results between the methods depending on load case in question. No obvious “worst case scenario” is presented as every analysis results in its own critical scenarios. The conclusion is that each of the methods has its place and should be done to secure the stability of building in question. Additionally, part of the result is the instruction presented of how a stability analysis on a prefabricated framework should be performed with FEM-Design.
|
140 |
Violação da invariância de Lorentz no regime de temperatura finita / Lorentz invariance violation in the finite temperature regimeLeite, Júlio Rafael da Silva 27 July 2012 (has links)
In this master s thesis, we have studied the possibility of Lorentz invariance violation by considering some terms of the standard-model extesion (SME), specifically, those terms which refer to the quantum electrodynamics extension. We have performed quantum corrections in the fermionic sector of the usual quantum electrodynamics with added terms which violate the Lorentz and CPT symmetries in two different configurations. Firstly, adding operators governed by the coefficient gκλμ and, in a later time, adding operators governed by the coefficient bμ. In the theory with the coefficient gκλμ, we have performed quantum corrections in order to induce, in the bosonic sector of the theory, the conventional Chern-Simons and the higher-derivative terms, and analyze the behavior of both terms in the finite temperature regime, by using the method of derivative expansion and the Matsubara formalism. On the other hand, in the model with the coefficient bμ, we have performed quantum corrections in order to induce, in the bosonic sector, the higher-derivative Chern-Simons term, by using the method of derivative expansion and, subsequently, analyze the behavior of this term in the finite temperatura regime, where we have used the Matsubara formalism again. Thus, for the first case, we have observed that the conventional Chern-Simons term is nonzero only at finite temperature, whereas the higher-derivative term is finite at zero temperature, however, this term goes to zero when the temperature increases infinitely. In the second part of our study, we have shown that the higher-derivative Chern-Simons term is induced at zero temperature, nevertheless, this term goes to zero when the temperature increases too much. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta dissertação, estudamos a possibilidade de violação da invariância de Lorentz levando em conta alguns termos do modelo padrão estendido, mais especificamente, da parte deste modelo que trata da eletrodinâmica quântica estendida. Realizamos correções quânticas no setor fermiônico da eletrodinâmica quântica usual adicionada de termos que violam as simetrias de Lorentz e CPT em duas configurações diferentes. Primeiramente, adicionando operadores governados pelo coeficiente gκλμ e, em um momento posterior, adicionando operadores governados pelo coeficiente bμ. Para a teoria com o coeficiente gκλμ, realizamos correções quânticas com a intenção de induzir, no setor bosônico da teoria, os termos de Chern-Simons convencional e o de derivada superior, e analisar o comportamento de ambos os termos no regime de temperatura finita, fazendo o uso do método da expansão derivativa e do formalismo de Matsubara. Já para o modelo com o coeficiente bμ, realizamos correções quânticas a fim de induzir, no setor bosônico, o termo de Chern-Simons de derivada superior, usando o método da expansão derivativa e, posteriormente, analisar o comportamento deste termo no regime de temperatura finita, ao utilizarmos novamente o formalismo de Matsubara. Assim, para o primeiro caso, notamos que o termo de Chern-Simons convencional é diferente de zero apenas à temperatura finita, enquanto que, o termo de derivada superior é finito em temperatura zero, porém, tal termo vai a zero quando a temperatura cresce infinitamente. Na segunda parte do nosso estudo, mostramos que o termo de Chern-Simons de derivada superior é induzido no regime de temperatura zero, contudo, tal termo vai a zero quando a temperatura cresce muito.
|
Page generated in 0.0494 seconds