This thesis proposes the platform for the observation of a new type of electromagnetic interface mode, Coupled Interface Mode, and studies the utilization of this mode in second order nonlinear interaction in AlGaAs. The dispersion relations for theoretical examination of the modes are developed and used to design a waveguide structure that accommodates a three wave mixing process utilizing coupled interface modes. The waveguides are fabricated according to optimized fabrication recipes and characterized for linear and nonlinear properties. Second harmonic generation is adopted for the demonstration of nonlinear interaction, due to its convenient experimental set-up. Three different laser sources are used to pump the waveguides and second harmonic light is generated and characterized. Coupled interface modes in conjunction with other types of modes also existing within the same structures, offer the possibility to explore three-wave mixing processes such as sum and difference frequency generation.

This thesis proposes the platform for the observation of a new type of electromagnetic interface mode, Coupled Interface Mode, and studies the utilization of this mode in second order nonlinear interaction in AlGaAs. The dispersion relations for theoretical examination of the modes are developed and used to design a waveguide structure that accommodates a three wave mixing process utilizing coupled interface modes. The waveguides are fabricated according to optimized fabrication recipes and characterized for linear and nonlinear properties. Second harmonic generation is adopted for the demonstration of nonlinear interaction, due to its convenient experimental set-up. Three different laser sources are used to pump the waveguides and second harmonic light is generated and characterized. Coupled interface modes in conjunction with other types of modes also existing within the same structures, offer the possibility to explore three-wave mixing processes such as sum and difference frequency generation.

Simulations are a powerful tool used to reduce development time and cost in the vehicle industry. However, the models used in simulations are simplifications of reality, and there are commonly contradicting requirements between accuracy and computational efficiency. Vehicles are constructed with a large number of parts joined together with bolts, welds and other joints. At these locations and other places where different surfaces come in contact, the contact can have a considerable effect on the dynamic behaviour of the part and capturing this effect in simulations can be difficult because of their nonlinear nature.  This thesis aims to evaluate different methods for simulating contacts and their effects under dynamic conditions. The thesis is performed at Scania, one of the top commercial vehicle manufacturer, which aims to increase the use of simulations in the design of their vehicles to have better designs with lower cost and time investments.  This thesis uses the multibody simulation software Adams Car to evaluate two different contact simulation methods, one developed by Adams and the other is the softwareMamba developed by Magna. Mamba defines special modes called Joint-interface modes, which capture the deformation in the vicinity of the contact. The contact simulations are compared with some of the existing simulation methods and physical test data by implementing it on cases where contact plays an important role in dynamic behaviour. Two such cases are identified as the leaf spring and the frame-subframe assembly. For the leaf spring example, the stiffness and energy dissipation were compared for Mamba simulations with the Adams built-in multi-beam model and physical test data. The stiffness with the Mamba contact model better matched the test data, but the energy dissipation was better modelled with the Adams leaf spring model. For the frame-subframe assembly, the effect of the Mamba contact modes was evaluated for random vibration tests by comparing acceleration Power Spectral Density (PSD), relative displacement and Operating Deflection Shape (ODS) analysis. The Adams contact model was also implemented for this case but could not converge to a solution. Improvement in accuracy was observed with Mamba contact simulations compared to simulations which ignored contact, but with the drawback of significantly higher simulation times. / Simuleringar är ett kraftfullt verktyg som används för att minska utvecklingstiden och kostnaderna i fordonsindustrin. De modeller som används i simuleringar är dock förenklingar av verkligheten, och det finns vanligtvis motstridiga krav mellan noggrannhet och beräkningseffektivitet. Fordon är konstruerade med ett stort antal delar sammanfogade med bultar, svetsar och andra skarvar. På dessa platser och andra platser där olika ytor kommer i kontakt kan kontakten ha en avsevärd effekt på delens dynamiska beteende och att fånga denna effekt i simuleringar kan vara svårt på grund av deras olinjära karaktär. Detta examensarbete syftar till att utvärdera olika metoder för att simulera kontakter och deras effekter under dynamiska förhållanden. Examensarbetet har utförts hos Scania, en av de främsta tillverkarna av kommersiella fordon, som har som mål att öka användningen av simuleringar i utformningen av sina fordon för att få bättre konstruktioner med lägre kostnads och tidsinvesteringar. Detta examensarbete använder multikroppssimuleringsprogramvaran Adams Car för att utvärdera två olika kontaktsimuleringsmetoder, en utvecklad av Adams och denna andra är Mamba som är utvecklad av Magna. Mamba definierar ‘Joint interface modes’, som fångar upp deformationen i närheten av kontakten. Kontaktsimuleringen med Mamba jämförs med några av de befintliga simuleringsmetoderna samt fysiska testdata genom att implementera den i fall där kontakt spelar en viktig roll i det dynamiska beteendet. Två sådana fall identifieras som bladfjädern och ram-subramenheten. För blad-fjäder exemplet jämfördes styvhet och energiförlust för Mamba simuleringar med Adams inbyggda multi-balksmodell och fysiska testdata. Styvheten med Mamba-kontaktmodellen stämde bättre överens med testdata, men energiförlusten modellerades bättre med Adams bladfjädermodell. För ram-subramenheten utvärderades effekten av kontaktmoderna i Mamba för slumpmässiga vibrationstest genom att jämföra spektraltätheten för accelerationerna Power Spectral Density (PSD), relativ förskjutning och Operating Deflection Shape (ODS) analys. Adams kontaktmodell implementerades också för detta fall men kunde inte konvergera till en lösning. Förbättring i noggrannhet observerades med Mamba kontaktsimuleringar jämfört med simuleringar som ignorerade kontakt, men med nackdelen med betydligt längre simuleringstider.

Les méthodes de modification structurale sont l'ensemble des techniques qui permettent d'estimer l'influence d'une modification quelconque sur le comportement dynamique d'une structure. Dans le cadre général, le modèle de comportement de la structure cible, comme celui de la modification, peut être aussi bien numérique qu'expérimental. Dans le cadre de ce travail, seul le cas particulier du couplage d'un modèle expérimental de la structure et d'un modèle numérique de la modification sera traité.<br />Les concepts fondamentaux utilisés dans cette thèse sont ensuite présentés. Les relations de la dynamique des structures pour les problèmes discrets sont rappelées, ainsi que les principes de la synthèse modale, de la sous-structuration dynamique et de la réduction de modèle, tout comme la notion de modes d'interface. Les formulations classiques des méthodes de modification structurale sont ensuite détaillées pour en illustrer les limitations et les restrictions.<br />Une formulation originale permettant de prendre en compte les incompatibilités entre les mesures et les DDL de l'interface structure/modification et de régulariser la construction d'un modèle de comportement couplé est alors proposée. Cette première contribution de la thèse repose sur l'utilisation des techniques d'expansion de données et de réduction de modèle. Des indicateurs sont également construits pour estimer la cohérence de la prédiction réalisée. Les évolutions sont appliquées au cas d'un démonstrateur numériques et les résultats sont comparés avec les prédictions réalisées par les méthodes classiques. La méthodologie associée à cette nouvelle formulation est alors largement exposée.<br />L'influence des différents facteurs intervenant dans la construction du modèle couplé et la qualité de la prédiction est ensuite analysée en détail. Cette analyse permet de dresser une liste non exhaustive des précautions à prendre lors de la mise en œuvre de la méthode proposée, depuis la réalisation pratique de l'analyse modale expérimentale jusqu'à l'interprétation des premiers résultats.<br />Enfin, plusieurs applications sont présentées. Une première structure académique démontre la faisabilité de la méthode. Une deuxième étude, réalisée sur un cas industriel, illustre les gains de temps potentiels en comparant la prédiction avec les résultats d'une étude basée sur un modèle EF recalé de la structure. La troisième étude illustre l'application de la méthode dans un cas type. L'analyse modale de la structure cible permet de comprendre le problème, une modification est conçue, réalisée et mise en place. La prédiction est ensuite comparée aux résultats de l'analyse modale de la structure modifiée. Enfin, la dernière application montre les limites de la méthodologie. L'étude multi-objectifs sur une large bande de fréquences d'une structure industrielle permet de faire une ouverture vers la suite des travaux et montre la nature des difficultés à surmonter.