Rolling contacts are utilized in many technical applications, both in bearings and in the contact between gear teeth. These components are often highly loaded, which makes them susceptible to suffer from rolling contact fatigue. This work focuses on the rolling contact fatigue mechanism of pitting. In order to attain a better understanding of why pitting initiates and grows, detailed simulations of rolling contacts have been performed. In particular the contact between two gears in a truck retarder was here used as a case study. The investigated contact experienced elastohydrodynamic lubrication conditions since the load was high enough to causes the surfaces in contact to deform and the viscosity of the lubricant to increase significantly. In Paper A it was investigated if surface irregularities in the size of the surface roughness are large enough to cause surface initiated fatigue. The investigation focused on the pitch line since small surface initiated pits were found here even though there was no slip present. Since there were pits present at the pitch line, it is important that the theories of pitting can explain the development of pits also in the absence of slip. The conclusion of the work was that surface irregularities of the size of normal surface roughness are enough to cause surface initiated fatigue at the pitch line. In Paper B it was investigated why pits are more likely to initiate in the dedendum of pinion gears than in the addendum. In both areas slip is present but in different directions. In the dedendum the friction from slip is against the rolling direction which enhances the risk for pitting. The investigation was performed by studying the effect of the temperature rise in the contact caused by the slip. The conclusion drawn was that the temperature rise in the contact explained why pitting was more common in the dedendum than in the addendum. / Rullande kontakter förekommer i många applikationer, till exempel i lager och mellan kugghjulständer. Både lager och kugghjul utsätts ofta för höga laster vilket gör att dess ytor löper stor risk att utmattas, vilket kallas rullande kontaktutmattning. Denna studie fokuserar på pitting, även kallat spalling, vilket är en typ av rullande kontaktutmattning där en utmattninsspricka växer fram som får delar av ytan att ramla av. För att få en bättre förståelse varför pittingskador uppkommer har noggranna simuleringar utförts av rullande kontakter. Kontakten mellan två tänder på kugghjul i en lastbilsretarder har används som underlag då många pittingskador påträffats på dem.  För att minska friktionen och nötningen i kontakten mellan kuggtänderna användes smörjmedel. De höga lasterna lastbilsretardern utsattes för deformerade kuggarnas ytor elastiskt samtidigt de kraftigt ökade viskositeten hos smörjmedlet. Dessa förhållanden gör att kontakten kallas för elastohydrodynamiskt smord, vilket på engelska förkortas till EHL. I Artikel A undersöktes om små ytojämnheter kan orsaka ytinitierade pittingskador. Eftersom skadan påträffats i friktionslösa kontakter, så som vid rullcirkeln på de undersökta kugghjulen, är det viktigt att teorierna som förklarar uppkomsten inte är beroende av friktion. Undersökningen fokuserade därför på förhållandena vid rullcirkeln.  Slutsatsen från arbetet var att små ytojämnheter, av samma storleksordning som ytojämnheterna på de undersökta kugghjulen, är tillräckligt stora för att orsaka utmattningsskador. I Artikel B undersöktes varför det är vanligare att pitts initieras i dedendum än addendum på drivande kugghjul. Kontakten på båda sidorna om rullcirkeln slirar svagt åt olika håll. Att kontakten slirar skapar friktion som är motriktad rullriktningen i dedendum vilket ökar risken för pittingskador. För att undersöka varför dessa förhållanden ökar risken för skador fördjupades analysen av kontakten genom att inkludera temperaturfältet. Simuleringarna visade att temperaturen ökar genom kontakten vilket orsakar en asymmetrisk spänningsfördelning. Denna asymmetriska spänningsfördelning gör att ytojämnheter i dedendum är troligare att orsaka skador än ytojämnheter i addendum. / <p>QC 20180213</p>

The purpose of this thesis is to evaluate the contribution of grouted rock bolts on the stability of concrete dams. The load capacity of the grouted rock bolts are assessed considering eventual deteriorating processes. An additional objective was to compare the resulting load capacity with the prevailing regulations in RIDAS (the power companies’ guidelines on dam safety) and possibly suggest new guideline values. The literature study consists of two parts; concrete dams and grouted rock bolts. In the first part concrete dams are discussed and especially the inherent forces and aspects when controlling their stability. The second part treats grouted rock bolts and the theoretical focus is on their function and possible failure modes as well as on the degrading processes (primarily corrosion) that are affecting the rock bolts.  Subsequently, the theory was applied on the Swedish concrete buttress dam Storfinnforsen, which is the largest concrete dam in Sweden. The dam was selected for this study mainly because its shape is archetypical for buttress dams. In addition, a digitalized model of the dam was obtainable from previous research projects.  A numerical analysis with the finite element analysis software ABAQUS was performed in order to evaluate the stability of the dam and to support the analytical analysis. The load capacity of the grouted rock bolts was analytically evaluated with consideration to eventual degradation. Assuming a corrosion rate of 60 μm/year, the grouted rock bolts in Storfinnforsen could after 100 years be trusted with a load capacity of approximately 180 MPa. That load capacity is due to shear failure, which constitutes the most plausible failure mode for rock bolts in buttress dams. The value 180 MPa is to be seen in contrast to the current limitation of 140 MPa that is defined in RIDAS (2011). The conclusion of this thesis is accordingly, that the maximum allowed load capacity that can be assigned the grouted rock bolts in the stability calculations of concrete dams can be increased from todays 140 MPa. This conclusion is substantiated by the analytical analyses with the numerical calculations as support.

Under den senaste tiden har det upplevts en större oro i omvärlden och fred är inte längreen självklarhet i Europa. Människor är oroliga för den eskalerande situationen i Europaoch det har skapat ett osäkert säkerhetspolitiskt läge i världen. Befintlig konstruktion,fasta installationer och människor kan i framtiden hamna i risk för allvarliga skador frånexplosioner. Detta är ett samhällsproblem som det bör finnas en lösning till. C3CEngineering AB är ett skandinaviskt företag som tillverkar prefabricerade betongblock avtill största del återvunnen betong. Betongblocken är utformade enligt lego-principen ochär lätta att etablera och stapla på varandra. Befintliga muruppställningar och blocktillämpas vid flera olika användningsområden, exempelvis återvinningscenter ochinfrastruktur. Betongblocken kan även ha betydande användning som skydd vidkrissituationer.Syftet med arbetet var att utforma olika muruppställningar med betongelement från C3CEngineering AB för skydd mot explosioner. Muruppställningarna skall fungera som enskyddsbarriär vid kris och skydda bakomliggande objekt och människor bakom muren.Betongblock C3Cblock® 1688 har använts för de olika muruppställningarna eftersom detfinns ett stort lagersaldo av blocken i Sverige. Blockdimensionen är (1600 x 800 x 800millimeter) och blocken har beräknats från minsta tillverkningshållfasthet C20/25.En explosionslast är en dynamisk belastning på en konstruktion. En statiskt ekvivalentlast har använts vid beräkningarna för detta arbete. Blocken och muruppställningarna harundersökts utifrån vilka dimensionerande laster de klarar av samt vid olikabelastningsfall. Vid dimensionering har splitterverkan, hållfasthet, skjuvning,dymlingsverkan, glidning, stjälpning, markbärighet och inverkan av utböjningkontrollerats. Splitterverkan har kontrollerats utifrån MSB:s dokument för skyddsrum ochbetonghållfasthet har kontrollerats enligt Eurocode 2. Intervjuer med en teknisk specialistfrån MSB har utförts för att få en korrekt beskrivning av explosionslasternas beteende.Målet är att blocken skall kunna användas i både fredstid och vid en eventuellkrissituation. Blocken kan användas i offentliga miljöer som bullerskydd ellerläktarplatser och kan snabbt etableras som skyddsmurar vid behov.Resultatet visar att murar utformade med längre hävarmar klarar generellt av störredimensionerande laster vid stjälpning. Vid användningen av kontreforer kan murar medfärre betongblock motstå samma dimensionerande laster jämfört med bredare och tyngremurar utan kontreforer. Densiteten hos betongelementen är betydelsefull i fleradimensionerade lastfall.Arbetets avgränsningar leder till att de angivna statiskt ekvivalenta lasterna från resultatetkan inte kopplas till exakta dynamiska laster från en specifik explosion. Vidare forskningrelaterad till hur dynamiska laster på muruppställningarna beräknas om till statisktekvivalenta laster är en förutsättning för att besvara detta.Endast en typ av betongblock har använts för att modellera murarna och användningen avandra blocktyper kan resultera i andra murar med nya dimensioner och dimensionerandelaster. / In order to account for the rising risk of injury and damage to structures and people fromexplosions, the use of mobile and stable concrete protection walls is more relevant thanever. The Scandinavian company C3C Engineering AB designs and produces concreteelements which can interlock using the lego principle. The load capacity before criticalfailure of protective walls using C3Cblock® 1688 has been investigated in this study.Several failure modes such as shrapnel damage, sliding and foundation deformation wasstudied, to name a few. For each type of protective wall and failure stats a maximum loadcapacity was calculated.The study intended to answer which failure mode occurs first for each type of protectivewall. The deciding factors that determine a wall's maximum load capacity againstexplosions were also studied and analysed.The results are based on calculations using Mathcad Prime 7.0.0, and interviews withemployees at C3C Engineering AB and consultants for Myndigheten för samhällsskyddoch beredskap (MSB). For control of concrete, formulas and values from Eurocode 2were used.The results indicate that the protective wall's leverage length is a decisive factor forseveral failure modes, followed by the total weight of the construction. Increasing thedensity for the concrete elements result in heavier walls and thus greatly benefits theconstruction as a whole.

The most common failure of concrete gravity dams is sliding along the foundation surface. This thesis studies progressive failure of the Longtan dam on the upper Hongshuie river in china.Two methods are used in this thesis; the Safety Reserve Factor (SRF) method and the Overload method. The SRF-method is used as a tool to study sliding failure along the foundation weak layer of the Longtan dam. Strength reduction coefficients decrease the cohesion and friction angle values for the weak layer of the foundation. Simulations with reduced shear strength parameter values gives information about the development of the plastic zone. The ultimate bearing resistance and the failure path along the foundation are obtained. The safety reserve coefficient is established through the strength reduction coefficients, when the plastic zone of the foundation is totally coalescent. To analyse the development of the plastic zone along the dam foundation with the strength reserve method, the commercial finite element software MSC.Marc is used. The results of the Safety Reserve Factor method (SRF) show that the failure of the dam is highly related to the strength of the interface between the dam and rock foundation. The strength reserve factor is determined to 2.4. The Overload method gives a visual deformation shape of the dam structure and pressure load at the moment of failure. / Dammar har används i mer än 5000 år (Yang et al. 1999) och är fortfarande en viktig källa för energiutvinning. Det största antalet dammar finns i Kina och man tror att det finns över 80,000 dammar i landet (Shapiro 2001). En ökning av dammars kapacitet och antal sker, vilket resulterat i ett behov av bättre sätt för att utvärdera säkerhetsparametrar som betongkvalité, styvhet och homogenitet av bergmassa. Simuleringar av dammkonstruktioner kan ge värdefull information om dessa parametrar och kan därigenom bidra till att förbättra en damms stabilitet och sänka konstruktionskostnader. I det här examensarbetet utvärderas och modelleras Longtan dammen i övre Hongshui floden i Kina. Den vanligaste orsaken till haveri av betongdammar är glidning mellan betonglager och bergmassan. I den här rapporten simuleras ett svagare lager mellan betong och bergmassa och utvecklingen av kontaktbrottsvägen visualiseras och utvärderas med progressiva haveri metoden. Det svagare lagrets hållfasthetskoefficienter; friktionsvinkel och kohesion, reduceras för att analysera utbredningen av den plastiska zonen. Resultaten visar att en överskridning av draghållfastheten för betong börjar vid dammens häl och att kompressionsbristningsgränsen överskrids vid dammens tå när hållfasthetskoefficienterna reduceras. Säkerhetsreservskoefficienten för Longtan dammen erhålls då gränsytan mellan betong och berg är helt plastisk. För att analysera utbredningen av den plastiska zonen längs med dammfundamentet med progressiva haveri metoden används den kommersiella finita element mjukvaran MSC.Marc. Resultaten från säkerhetskoefficientfaktormetoden visar att ett haveri av gravitations dammar är i hög grad relaterad till hållfastheten mellan betongen och bergets gränsyta. Säkerhetskoefficientfaktorn bestäms till 2.4. För att bestämma Longtan dammens maximala vattenbelastningskapacitet används Överbelastningsmetoden. Det maximala vattentryck som Longtan dammen klarar av utan att haverera simuleras med hjälp av en vätska vars densitet ökas mellan modellkörningar. Dammens förskjutning når till sist en punkt där den ökar kraftigt och dammens mutationsdeformationstillstånd har uppnåtts. En visuell deformationsbeskrivning av dammen ges genom modellkörningar och överbelastningsfaktorn bestäms.

Concrete buttress dams are relatively light structures and less demandingon foundations; because of that, they may have problems with upliftforces and horizontal joints in the area of the dam´s foundation maypresent a failure mode through sliding. The Storfinnforsen dam, thelargest concrete dam in Sweden, had its foundation studied recently andthe discovery of sub-horizontal joints in the bedrock led to the necessityof having the safety of the dam foundation to sliding assessed.The safety is dependent on the pore pressure, which can vary throughtime. The implementation of an alarm system to monitor and assess thevalues of the pore pressure is necessary to improve the dam´s operation.In this thesis, a new system on how to define alarm limits for measuredpore pressures is suggested.The proposed alarm system will monitor the pore pressure of the joint,calculate the safety factor against sliding, compare it to the alarm limits ofthe system (adopted from RIDAS) and present countermeasures to theproblem.The analysis and implementation of the alarm system on monolith 42 ofStorfinnforsen showed that it does not comply with the Swedishguidelines with respect to sliding stability, but the measured porepressures are low enough to allow the creation of an alarm system thatwill monitor the pore pressure continuously. Furthermore, thecharacteristics of the local geology exclude any quick development of porepressure allowing countermeasures to be applied.However, further research on the definition of alarm limits for this kindof problem is needed. / Lamelldammar av betong är relativt lätta konstruktioner med mindrepåkänningar på grunden jämfört med konventionellagravitationsdammar. Till följd av detta är de också känsliga för upptryck.I kombination med förekomsten av sub-horisontella sprickplan iberggrunden kan detta utgöra en risk för glidning. Vid Storfinnforsensbetongdamm, vilken är Sveriges största lamelldamm, har undersökningarav berggrunden genomförts. I samband med dessa undersökningaridentifierades sub-horisontella sprickplan i berggrunden ochmonoliternas glidstabilitet har därför analyserats med avseende påglidning. Dränage har även borrats och portrycksmätare installerats föratt övervaka portrycket i berggrunden.Portrycket, och därmed dammens säkerhet mot glidning, kan emellertidvariera över tid. Det är därför nödvändigt att utveckla och implementeraett alarmsystem för att övervaka portrycket och säkerställa dammenssäkerhet. I följande examensarbete har ett nytt system utvecklats för attdefiniera alarmgränser för uppmätta portryck. I det föreslagnaalarmsystemet övervakas portrycket över sprickplanen, säkerhetsfaktornmot glidning beräknas och jämförs mot gränser baserade på acceptablasäkerhetsfaktorer från RIDAS. Om uppmätta portryck överstigeralarmgränserna implementeras fördefinierade åtgärder.I detta arbete implementerades alarmsystemet på monolit 42 iStorfinnforsens lamelldamm. Resultaten från en inledandestabilitetsanalys visade att säkerhetsfaktorn mot glidning inte uppfyllerställda krav enligt RIDAS riktlinjer. De uppmätta portrycken äremellertid tillräckligt låga för att möjliggöra användningen av ettalarmsystem som övervakar portrycken kontinuerligt och därmedsäkerställer att säkerheten mot glidning uppfylls. Om portrycken skulleöverstigas ges förslag på möjliga åtgärder som kan genomföras för attsänka portrycken. Vidare indikerar de lokala geologiska förhållandena attVsnabba höjningar av portrycken till följd av exempelvis urspolning avfyllnadsmaterial från sprickplan är osannolika, vilket möjliggörimplementering av de fördefinierade åtgärderna om portrycket skullestiga. Vidare forskning rekommenderas emellertid på hur snabbtportrycken kan stiga till följd av olika scenarier såsom nedbrytning avinjekteringsridåer.

Floods are the natural disaster that causes the most deaths and economic damage in the world. Sweden has been relatively spared from casualties in connection with floods, but the material damage is significant. In the future, larger and more frequent floods are expected. It is therefore interesting to study new protection barriers with higher capacity. C3C Engineering AB is a Växjö-based company that manufactures concrete blocks according to the lego principle out of waste concrete. In 2021, C3C has 99 production sites spread around Sweden. In the study, four models of stacking C3Cblock® were analyzed.The aim of the study was to produce calculation materials that can be used for stacking and placing C3Cblock® for flood protections. To calculate the capacity of the models, three horizontal loads were assumed to act on the stacking: static water pressure, hydrodynamic water pressure and floating debris load. In the study, four interviews with experts in the flood area were conducted. The interviews provided an insight into how experts at the relevant authorities view Sweden's preparedness, management, planning against floods and which criteria for protection barriers are considered important.The results from the study show that the C3Cblock® largely manage the water velocities and water heights that the authority for protection and preparedness maps for. The work also shows that the impact of floating debris has a relatively small effect compared to the hydrodynamic and hydrostatic water load. As the calculation set-up has been in ideal conditions, it is important when using the C3Cblock® for flood prevention purposes to have knowledge of terrain conditions such as base material and ground slope. / Översvämningar är den naturkatastrof som orsakar flest antal dödsoffer och ekonomisk skada i världen. Sverige har varit relativt förskonat från dödsoffer i samband med översvämningar, men de materiella skadorna är betydande. I framtiden förväntas större och mer frekventa översvämningar. Det är därför intressant att studera nya skyddsbarriärer med högre kapacitet. C3C Engineering AB är ett Växjöbaserat företag som tillverkar betongblock enligt legoprincipenutav överbliven spillbetong. År 2021 har C3C 99 stycken produktionsplatser utspridda runt om i Sverige. I arbetet kontrollerades fyra modeller för stapling av C3Cblock®. Målet med arbetet var att ta fram beräkningsmaterial som kan användas vid stapling och placering av C3Cblock® i förebyggande syfte mot översvämningar. För att beräkna modellernas kapacitet antogs tre horisontella laster verka på staplingen: statiskt vattentryck, hydrodynamiskt vattentryck och drivgodslast. I arbetet har fyra stycken intervjuer med sakkunniga inom översvämningsområdetgenomförts. Intervjuerna gav en inblick i hur sakkunniga på berörda myndigheter ser på Sveriges beredskap, hantering, planering mot översvämningar och vilka kriterier för skyddsbarriärer som anses viktiga. Resultatet av arbetet visar att C3Cblock® till stor del klarar de vattenhastigheter och vattenhöjder som myndigheten för skydd och beredskap karterar för. Arbetet visar också att inverkan av drivgods har en relativt liten effekt jämfört med dethydrodynamiska- och hydrostatiska vattenlasten. Då beräkningsuppställningen varit i ideala förhållanden är det viktigt att vid användning av C3Cblock® i förebyggande syfte mot översvämningar ha kännedom kring terrängförhållanden som underlagsmaterial och marklutning.