De senaste decennierna har visat på en stor ökning av den textila konsumtionen som följd av efterfrågan, samtidigt som den textila återvinningen idag är nästintill obefintlig. Detta leder till att mycket av det textila materialet deponeras istället för att återvinnas, vilket innebär ett stort slöseri av redan befintlig råvara som skulle kunna användas till att skapa nytt textilt material. Genom att undersöka olika återvinningsmetoder och -processer skulle denna råvara kunna användas på nytt. Examensarbetet är en del av forskningsprojektet ”Från spill till guld” som leds av forskningsinstitutet Swerea IVF. Forskningsprojektets utgångspunkt är att minimera produktionsspill och att höja dess värde inom bland annat textilindustrin. Examensarbetet syftar till att undersöka termomekanisk återvinning av plagg gjorda av polyamid 6.6 (PA6.6) och elastan, smältspinna filament samt formspruta provstavar från denna nya polymerblandning utan att separera fibrerna. Andra syftet är att även hitta en lösning för produkterna som undersöks i detta examensarbete kan återvinnas i sin helhet, så att ingen demontering av produkterna ska behövas. Fyra olika plagg undersöktes i examensarbetet bestående av materialblandningen PA6.6 och elastan. Analyser av de fyra olika plaggen genomfördes för att fastställa materialen. Hela plagg tillverkade i de olika materialen klipptes eller maldes ned och smältes sedan om genom kompoundering, därefter tillverkades granulat. Materialen testades i spinnbarhet genom smältspinningsförsök, sedan smältspanns eller formsprutades materialen. Resultaten från smältspinningsförsöken analyserades i ljusmikroskop för att avgöra om elastanen är termoplastiskt eller inte då detta är en avgörande faktor vid smältspinning. Olika tester gjordes på materialen för att undersöka deras eventuella kemiska nedbrytning som resultat av kompoundering. Resultatet visade att smältspinning och formsprutning inte är möjligt från denna polymerblandning. Ett antagande kan göras att återvinningen inte fungerade på grund av PA6.6:s höga smälttemperatur, då elastanen antagligen bryts ned vid denna höga temperatur, vilket förstör materialet. Slutsatsen blir då att smältspinning och formsprutning inte är möjligt utifrån denna polymerblandning, men återvinning till plastdetaljer kan produceras vid kompounderingsstadiet och återanvändas i annan industri än textilindustrin. Potential finns för återvinning av plagg till plagg om ändringar görs under processens gång och om elastanen identifieras som termoplastisk eller inte. / The latest decades have shown a large increase in textile consumption as a result of demand, at the same time the textile recycling today is almost non-existent. This means that much of the textiles are used for landfill rather than being recycled, which generates a large waste of raw material that could be used to create new textiles. By exploring various recycling methods and processes this raw material could be used again. This thesis is part of a research project, “From Waste To Gold”, which is led by the research institute Swerea IVF. The research projects foundation is to minimize production waste and to increase its value in areas such as textile industries. This thesis’ foundation is to examine the mechanical recycling of garments made by polyamide 6.6 (PA6.6) and spandex, melt spin filaments and produce injection moulded samples from this new polymer blend, without separating the fibres. The other foundation is to find a solution for the products that are examined in this thesis so they could be recycled as a unit, no disassembly of the products would be necessary Four different garments was examined in this thesis, the materials were a combination of PA6.6 and spandex. Different analyses were made on the four different garments. Whole garments from the different materials were cut or milled and then re melted through compounding, after compounding granulates was made. The materials spin ability was tested through melt spinning trials, then the materials were either melt spun or injection moulded. The results from the spinning trials was analysed in a light microscope to examine if the spandex were thermoplastic or not, as this is a crucial factor when melt spinning. Various tests were conducted to analyse their chemical degradation after the compounding. The results from the melt spinning and injection moulding showed that it was not possible to recycle this polymer combination this way. An assumption can be made that the recycling methods did not work because of the high melt temperature of PA6.6, the spandex assumes to decompose at this high temperature and therefore destroys the material. The conclusion is that melt spinning and injection moulding is not possible to conduct with this polymer combination, but recycling to plastic details could be done at the compound stage and then be used in some other industry, not in the textile industry. There are potential for garment-to-garment recycling if changes are made during the recycling processes and if the spandex could be identified as a thermoplastic or a non-thermoplastic.

In an engine component the repeated start-stop cycles cause temporal and local inhomogeneous temperatures, which in turn lead to a type of low-frequency loading, plastic deformation and eventually failure due to thermo-mechanical fatigue. Simultaneously, high-frequency mechanical loading arises from the cyclic combustion pressure and from road induced vibrations. These types of loadings that mainly are in the elastic region are usually denoted high cycle fatigue (HCF). In order to improve efficiency, power density and to reduce emissions, future truck engines will be subjected to higher temperatures and higher combustion pressures which will affect the service life of the different engine components. As a consequence, there is a need to determine the limitations of the used alloys under these service conditions as exactly as possible. In this master thesis work the fatigue properties of one grey iron (EN-GJL 250) and one compacted graphite iron (EN-GJV 400) has been investigated under realistic loading conditions. The results show that a change from the grey iron to the compacted graphite iron will result in a significant increase of the fatigue life. The investigation also reveal that the life will increase significantly if the maximum temperature can be decreased tens of degrees. Further, the results indicate that addition of a relatively small HCF load may give a large decrease of the fatigue life. / Motorkomponenter utsätts för upprepade start och stopp, vilka skapar tillfälliga och lokala temperaturvariationer. Dessa resulterar i lågfrekventa lastväxlingar, plastiska deformationer och eventuella brott i form av termodynamisk utmattning (TMF). Det sker dessutom en högfrekvent mekanisk last, genererad av förbränningen och från vägvibrationer. Dessa laster är mestadels elastiska och benämns högcykelutmattning (HCF). För att kunna förbättra verkningsgrad och minska emissioner kommer framtida lastbilsmotorer att utsättas för högre förbränningstryck och högre temperaturer, vilket kommer påverka motorernas livslängd. För detta krävs det att materialens begränsningar utreds under ett verklighetstroget förhållande. I detta exjobb kommer utmattningsegenskaperna för ett gråjärn (EN-GJL 250) och ett kompaktgrafikjärn (EN-GJV 400) utredas under realistiska lastförhållanden. Resultatet påvisar att ett byte från gråjärn till kompaktgrafitjärn ger en signifikant ökad livslängd. Det framkommer också att livslängden kan ökas genom att sänka den maximala temperaturen ett tiotal grader. Analysen påvisar även att en relativt liten HCF last kan ge kraftigt förkortad livslängd.

In an engine component the repeated start-stop cycles cause temporal and local inhomogeneous temperatures, which in turn lead to a type of low-frequency loading, plastic deformation and eventually failure due to thermo-mechanical fatigue. Simultaneously, high-frequency mechanical loading arises from the cyclic combustion pressure and from road induced vibrations. These types of loadings that mainly are in the elastic region are usually denoted high cycle fatigue (HCF). In order to improve efficiency, power density and to reduce emissions, future truck engines will be subjected to higher temperatures and higher combustion pressures which will affect the service life of the different engine components. As a consequence, there is a need to determine the limitations of the used alloys under these service conditions as exactly as possible. In this master thesis work the fatigue properties of one grey iron (EN-GJL 250) and one compacted graphite iron (EN-GJV 400) has been investigated under realistic loading conditions. The results show that a change from the grey iron to the compacted graphite iron will result in a significant increase of the fatigue life. The investigation also reveal that the life will increase significantly if the maximum temperature can be decreased tens of degrees. Further, the results indicate that addition of a relatively small HCF load may give a large decrease of the fatigue life. Keywords:Thermo-mechanical fatigue, TMF, CGI, LGI, fatigue, thermal strain. / Motorkomponenter utsätts för upprepade start och stopp, vilka skapar tillfälliga och lokala temperaturvariationer. Dessa resulterar i lågfrekventa lastväxlingar, plastiska deformationer och eventuella brott i form av termomekanisk utmattning (TMF). Det sker dessutom en högfrekvent mekanisk last, genererad av förbränningen och från vägvibrationer. Dessa laster är mestadels elastiska och benämns högcykelutmattning (HCF). För att kunna förbättra verkningsgrad och minska emissioner kommer framtida lastbilsmotorer att utsättas för högre förbränningstryck och högre temperaturer, vilket kommer påverka motorernas livslängd. För detta krävs det att materialens begränsningar utreds under ett verklighetstroget förhållande. I detta exjobb kommer utmattningsegenskaperna för ett gråjärn (EN-GJL 250) och ett kompaktgrafikjärn (EN-GJV 400) utredas under realistiska lastförhållanden. Resultatet påvisar att ett byte från gråjärn till kompaktgrafitjärn ger en signifikant ökad livslängd. Det framkommer också att livslängden kan ökas genom att sänka den maximala temperaturen ett tiotal grader. Analysen påvisar även att en relativt liten HCF last kan ge kraftigt förkortad livslängd. Nyckelord: Termomekanisk utmattning, TMF, CGI, LGI, termisk töjning.

There are various distresses arising from traffic loads and the surrounding environment to whichan asphalt pavement is subjected during its life span. The environment-associated damages aremore severe during winter when abundant moisture and freezing temperature are presentsimultaneously. Damage caused by frost heave is one of the important winter-related damagesresulting in severe cracks and bumpy road surfaces. Since the frost heave-induced cracks areusually wide, they can make the pavement more prone to other types of damage by leaving theopen space for water and moisture penetration. Simulating the response of the pavement whenit is subjected to frost heave is the aim of this licentiate thesis. Attaining this objective requirescoupling a frost heave model with a damage model representing the mechanistic behavior ofthe asphalt material. With regard to the brittle behavior of the asphalt at cold temperatures, aviscoelastic damage model for asphalt material is coupled with a thermomechanical frost heavemodel. The thermomechanical approach couples the physical processes involved in frost actioninside the soil. To elucidate more, in this method the thermal and mechanical fields are coupledby the porosity evolution function which implicitly takes into account the effect of the hydraulicfield. On the other hand, the continuum viscoelastic damage model for asphalt material isdeveloped within the infinitesimal strain context by applying the thermodynamical restrictionsof irreversible processes. The suggested framework was employed in different finite elementmodels to simulate damages caused by frost heave in asphalt pavements. The results indicatethat it predicts the damage distribution and evolution in the asphalt. Furthermore, it was shownthat the uneven frost heave and physical processes taking place in the soil during frost actionsuch as cryogenic suction force creation, porosity evolution, ice formation, etc., can also besimulated. / Det finns olika typer av påfrestningar som uppstår från trafikbelastningar och den omgivandemiljön som en asfaltbeläggning utsätts för under sin livslängd. De miljörelaterade skadorna ärallvarligare under vintern när fukt och kalla temperaturer är närvarande samtidigt. Skadororsakade av tjällyft är en av de allvarliga vinterrelaterade skadorna som resulterar i sprickor ochskadade vägsytor. Eftersom de tjällyftsinducerade sprickorna vanligtvis är breda kan de görabeläggningen mer utsatt för andra typer av skador genom vatten- och fuktinträngning. Syftetmed denna licentiatavhandling är att simulera beläggningens reaktion när den utsätts för tjällyft.För att uppnå detta mål krävs att en tjällyftsmodell kopplas till en skademodell somrepresenterar asfaltmaterialets mekanistiska beteende. När det gäller asfaltens spröda beteendevid kalla temperaturer, är en viskoelastisk skademodell för asfaltmaterial kopplad till entermomekanisk tjällyftsmodell. Det termomekaniska tillvägagångssättet kopplar de fysiskaprocesserna som är involverade i frostverkan inuti jorden. För att klarlägga detta mer, är determiska och mekaniska fälten kopplade med porositetsutvecklingsfunktionen som implicit tarhänsyn till effekten av det hydrauliska fältet. Å andra sidan är den kontinuumviskoelastiskaskademodellen för asfaltmaterial utvecklad inom det oändliga töjningssammanhanget genomatt tillämpa de termodynamiska begränsningarna av irreversibla processer. Det föreslagnaramverket användes i olika finita elementmodeller för att simulera skador orsakade av tjällyft iasfaltbeläggningar. Resultaten indikerar att den förutsäger skadefördelningen och utvecklingeni asfalten. Dessutom har det visat sig att det ojämna tjällyft och fysiska processer som äger rumi marken under frostpåverkan, såsom skapande av kryogen sugkraft, porositetsutveckling,isbildning, etc., också kan simuleras. / <p>QC 20221124</p>