Purpose: This work investigates the load-bearing capacity of a foundation built out of cross-laminated timber. The foundation is built with the same principles as a slab on grade made out of concrete. The purpose is also to account for the different operating principles of a wooden slab on grade with, and without, an edge beam. Method: To answer the issues at hand, a literature study was used to collect relevant information. Calculations were made with data from an example house which is presented with various drawings that illustrate the building’s size and form. Data from the example house is used to determine the loads. Thereafter, calculations were made both by hand and with the computer software FEM-design which uses the finite element method. Results: The main principle of shallow foundation design is contact pressure. The calculations show a range of contact pressure applied to the underlying soil and insulation of the foundation. Load combinations according to Eurocode 1 are used to determine the sum of loads affecting the foundation. All load combinations result in a higher contact pressure when using a foundation without an edge beam. Calculations done by hand presents the maximum value of contact pressure of the two separate foundations and highlights the difference between the two. The results from hand calculations and computer software regarding contact pressure varies. Calculations performed in FEM-design use three variations of the modulus of subgrade reaction to investigate the impact of said modulus. FEM-design also calculates the deflection which is significantly larger without an edge beam. The Conclusions of this work include a reduction in contact pressure when the wooden foundation is constructed with an edge beam. Calculations done by hand may overestimate the stiffening ability of the wooden edge beam. The modulus of subgrade reaction affects the magnitude of deflection in a larger extent than the contact pressure. It is suitable to design a wooden foundation with an edge beam with the purpose of keeping deflection to a minimum.

About 3/4th percentage of Earth’s surface is covered with water, the demand for harnessing energy from the ocean is increasing periodically. This form of energy conversion is Wave Energy. This method is practised all around the world, Novi-Ocean by Novige AB is one of its kind where they aim to build a wave energy converter. The main component of the device is the oating platform above the sea level and powertake-o (cylinder) below the sea level. The motion of waves makes the platform to move vertically up and down thus creating a lift force 450 tons. The force is experienced at the interface of platform and cylinder attachment. Therefore, a conceptual design for distributing the force along the length of the shaft is necessary. Also, suitable bearing for the marine application needs to be selected. For the application mentioned relevant research is made on understanding the types of the wave energy converter and their working principles. The product development methodology is carried out to generate a conceptual design. Next, simulations were performed to decide the diameter of the shaft at the interface. A numerical and FEA model analysis of press- t is performed to check the contact pressure. / Cirka 3/4 procent av jordens yta är täckt med vatten, efterfrågan på att utnyttja energi från havet ökar periodvis. Denna form av energiomvandling är Wave Energy. Denna metod utövas över hela världen, Novi-Ocean av Novige AB är ett i sitt slag där de syftar till att bygga en vågenergikonverterare. Huvudkomponenten i enheten är den ytande plattformen över havsnivån och kraftuttaget (cylinder) under havsnivån. Vågens rörelse gör att plattformen rör sig vertikalt upp och ner och skapar en lyftkraft 450 ton. Kraften upplevs vid gränssnittet mellan plattform och cylinderfäste. Därfor är en konceptuell design för fördelning av kraften längs axelns längd nödvändig. Dessutom måste lämpligt läger för den marina applikationen väljas. För den nämnda applikationen görs relevant forskning for att förstå typerna av vågenergikonverteraren och deras arbetsprinciper. Produktutvecklingsmetodiken genomförs för att generera en konceptuell design. Därefter utfördes simuleringar för att bestämma axelns diameter vid gränssnittet. En numerisk och FEA-modellanalys av presspassning utförs för att kontrollera kontakttrycket.

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.

This Master's thesis project was provided by Epiroc Rock Drills AB and conducted at Camatec Industriteknik AB in Karlstad, Sweden. The project is centered around the cutter wheel in the mechanical rock excavator Mobile Miner 40V.  This cutter wheel is equipped with cutter discs that grind rock into debris as the wheel rotates and thrusts forward. The internal system consisting of a bearing constellation and the components in its vicinity has experienced a certain degree of wear in the form of scuffing and this was detected on the surfaces of some of the components in the system. The reasons for this occurrence are unknown and per the request of the thesis provider, this was to be determined. The thesis provider also requested a new Finite Element Analysis (FEA) model of the system along with feasible load cases that can be applied to said model. The project was deemed extensive and was therefore decided to be conducted by two students. This thesis covers the determination of the load cases as well as the optimization of the current design of the system inside the cutter wheel. During the pre-study, relevant background data was obtained for the cutter wheel and the internal system. Methods and models considered to potentially be useful were also gathered. The system in question was divided into two separate models; one consisted of a tribo-system with two components in sliding contact and the other consisted of the bearing constellation along with the outer-most section of the cutter wheel. The purpose of the first model was to use it to determine the contact pressure between the tribo-surfaces and by doing so, be able to determine the expected lubrication regime for the oil in the tribo-system. A material selection process was also conducted on the tribo-surface that had experienced the most severe surface damage. Additionally, minor reconstructions were made with the purpose of optimizing the system. The purpose of the second model was to apply the calculated load cases to the cutter disc attachments located on the outer-most section of the cutter wheel and then determine the contact pressures that develop on the bearing roller elements. The results of the thesis work consist of five potential material options, two reconstructions and 60 different load cases for the FEA model. With the load cases, the largest contact pressures on the bearing roller elements was determined. In addition, the cause of the severe surface damage that had occurred in the system is believed to have been identified. Further work on the project work is believed to be required. Future work of interest are determining load cases that incorporate multiple cutter discs simultaneously in contact with the rock, reconstruction solutions for the oil inlet and outlet pipes, a more thorough materials selection process and a criterion for the expected lubrication regime in the tribo-system based on tests performed with materials that are more identical to the ones in this project. / Detta examensarbete tillhandahölls av Epiroc Rock Drills AB och genomfördes hos Camatec Industriteknik i Karlstad, Sverige. Projektet är centrerat kring cutterhjulet i maskinen Mobile Miner 40V som är avsedd för mekanisk bergavverkning. Cutterhjulet är utrustat med cutter discar som maler berget till mindre flisor genom att hjulet roterar och trycks framåt. Det inre systemet bestående av en lagring med närliggande komponenter har utsatts för en viss grad av nötning i form av scuffing och detta upptäcktes på ytorna hos vissa av komponenterna i systemet. De bakomliggande anledningarna för denna förekomst är okända och utifrån begäran från projektgivaren skulle dessa anledningar fastställas. Projektgivaren eftersökte även en ny FEM-modell av systemet tillsammans med rimliga lastfall som ska kunna appliceras på modellen i fråga. Projektet ansågs tämligen omfattande och det bedömdes därför att två studenter krävdes för att genomföra arbetet. Denna uppsats behandlar framtagningen av lastfallen såväl som optimeringen av den nuvarande designen av systemet inuti cutterhjulet. Under förstudien hämtades relevant bakgrundsdata för cutterhjulet och det interna systemet. Metoder och teorier som ansågs vara potentiellt användbara samlades även in. Systemet i fråga delades in i två separata modeller; en bestod av ett tribo-system bestående av två tribo-ytor i glidande kontakt och den andra bestod av lagringen tillsammans med den yttersta sektionen hos cutterhjulet. Syftet med den förstnämnda modellen var att använda den för att bestämma kontakttrycket mellan tribo-ytorna, och genom detta kunna fastställa den förväntade smörjningsregimen hos oljan i tribo-systemet. En materialvalsprocess utfördes även för tribo-ytan som hade utsatts för den mest allvarliga skadan. Även smärre omkonstruktioner utfördes med syftet att optimera systemet. Syftet hos den andra modellen var att kunna applicera de beräknade lastfallen på cutter discarnas infästningar som återfinns i den yttersta sektionen hos cutterhjulet och sedan bestämma kontakttrycken som uppstår på rullarna i lagren. Resultaten från arbetet består av fem potentiella materialval, två konstruktionsändringar och 60 olika lastfall för FEM-modellen. Genom att applicera lastfallen bestämdes de största kontakttrycken på lagrens rullar. Utöver detta anses det att anledningen för den allvarliga ytskadan som hade skett i systemet har identifierats. Det anses att fortsatt arbete krävs för projektet. Kompletterande arbete som anses vara av intresse är lastfall som inkluderar flera cutter discar i ingrepp samtidigt med berget, konstruktionslösningar för tillförsel och bortförsel av oljan, en mer djupgående materialvalsprocess och ett kriterium för förväntad smörjningsregim hos tribo-systemet baserat på tester utförda med material som är mer identiska med dem som förekommer i projektet.

Studien redogör för hur ett ingenjörsmässigt tillvägagångssätt, kan optimera en komponent mot en lägre vikt samtidigt som hållfastheten bibehålls. En detalj kan på så sätt tillverkas med mindre materialåtgång än först tänkt men ändå klara av lika stora eller större laster. Förbränningsmotorers bränsleeffektivitet är direkt kopplad till verkningsgraden. Vikten av rörliga komponenter ger upphov till tröghetsmoment som i sin tur motarbetar rotationen av ventilmekanismen. Genom ökad verkningsgrad reduceras bränslekonsumtion och utsläpp, vilket ur ett miljöperspektiv förhåller sig till en hållbar utveckling. Studien visar och reflekterar kring hur viktreducering av ventillyftare till Volvo B20 kan genomföras för att effektivisera verkningsgraden genom minskat tröghetsmoment. Hypotesen är att undersöka och beräkna om viktreducering är möjlig utan reducerad hållfasthet. Utifrån resultaten har vikt och hållfasthet inga parallella samband. De koncept som testas påvisar att viktreducering genom hål främst bygger på spänningsflöden från spänningskoncentrationerna, och inte enbart tvärsnittsarea. Genom viktoptimering kan hållfastheten i konstruktionen bibehållas samt till och med även ökas. Slutligen kan företaget tillämpa det färdigställda konceptet till produktion. Vid applicering av viktoptimerade ventillyftare kan även förbränningsmotorns verkningsgrad gynnas. Läsaren ska efter studien kunna erhålla en fördjupad kunskap kring förbränningsmotorer, optimering av konstruktion samt verkningsgrad.