An increased environmental awareness, legal demands and the large part of total costs attributable to fuel cost are all incentives for the automotive industry to reduce fuel consumption. The optimal driveline to enable this reduction depends on the operational conditions and the available infrastructure. Moreover, special care is needed when developing the driveline isolators, since the demands on noise, vibration and harshness (NVH) are the same regardless of driveline. To this end, computer aided calculations can be used in order to evaluate a large number of configurations. However, these calculations are only, at best, as good as the material models employed. In the foreseeable future, rubber with reinforcing fillers will be used in vibration isolators in order to obtain the desired properties of these components. However, the stiffness and damping of rubber with reinforcing fillers are highly non-linear functions, and the available material models in commercial software and in the literature are often insufficient. Therefore, a finite strain viscoplastic material model is derived in the time domain and implemented as a user defined material model in Abaqus Explicit. The model captures the strain amplitude and frequency dependency of the storage and loss modulus for a carbon black filled natural rubber. The model is accurate over a wide range of shear strain amplitudes and frequencies, 0.2-50 % and 0.5-20 Hz, respectively, using only 5 material parameters. In addition, the model correctly captures the response from bimodal excitations. The implementation in Abaqus Explicit enables component characteristics to be evaluated early in the development phase, with material parameters derived from simple test specimens. The improved accuracy of simulations of these components can aid engineers develop more optimized solutions faster than with conventional methods. / En ökad miljömedvetenhet, juridiska krav och den stora delen av de totala kostnaderna som kan hänföras till bränslekostnader är alla incitament för fordonsindustrin att minska bränsleförbrukningen. Den optimala drivlinan för att möjliggöra denna minskning beror på driftförhållanden och den tillgängliga infrastrukturen. Dessutom ställs höga krav på utvecklingen av drivlineisolatorer, eftersom kraven på buller och vibrationer (NVH) är desamma oavsett drivlina. För detta ändamål kan datorstödda beräkningar användas för att utvärdera ett stort antal konfigurationer. Dessa beräkningar är, i bästa fall, endast så bra som de använda materialmodellerna. Inom en överskådlig framtid kommer gummi med förstärkande fyllmedel användas i vibrationsisolatorer för att erhålla de önskade egenskaperna hos dessa komponenter. Men styvheten och dämpningen i gummi med förstärkande fyllmedel är kraftigt icke-linjära funktioner, och de tillgängliga materialmodellerna i kommersiella programvaror och i litteraturen är ofta otillräckliga. Därför är en viskoplastisk materialmodell för finita deformationer framtagen i tidsdomänen och implementeras som ett användardefinierat material i Abaqus Explicit. Modellen fångar töjningsamplitud- och frekvensberoendet av lagrings- och förlustmodulen för ett kimröksfyllt naturgummi. Den är korrekt över ett brett intervall av skjuvtöjningsamplituder och frekvenser, 0.2-50% respektive 0.5-20 Hz, och kräver endast 5 materialparametrar. Dessutom fångar modeller responsen från bimodala excitationer. Implementeringen i Abaqus Explicit gör att komponentegenskaper kan utvärderas tidigt i utvecklingsfasen, med materialparametrar som härrör från enkla provkroppar. Den förbättrade noggrannheten i simuleringar av dessa komponenter kan hjälpa ingenjörer att utveckla mer optimerade lösningar snabbare än med konventionella metoder. / <p>QC 20160406</p>

Asphalt materials exhibit self-healing characteristics. In order to evaluate the healing capabilities of these materials, numerous investigations are carried out by researchers. These investigations include various definitions of healing and mechanical test methods to quantify the extent of healing. Irrespective of these extensive studies, there is no unique method to evaluate the healing in asphalt materials. The biasedness to the test conditions and complexity due to the involvement of other phenomena such as stress relaxation and strain recovery make the characterization of healing a challenging process. The work presented in this thesis includes the development of experimental and analytical approaches to contribute to the understanding of healing in asphalt materials. The thesis focuses on both fracture mechanics and damage mechanics-based approaches to evaluate the healing in asphalt materials. In the first case, three-point bending tests are carried out to characterize the healing following the fracture. The experimental protocol is carefully designed to avoid the effect due to low temperature physical hardening of the material during the rest period. Different healing indices appealing to linear elastic fracture mechanics and viscoelastic fracture mechanics are compared. While healing is generally defined based on the recovery of certain parameters following the rest period, the comparison across healing indices shows that the quantitative interpretations of healing are dependent on the post-processing methods. The damage mechanics-based approach discussed in this study includes creep and recovery tests in shear. Here, unlike the first case, the samples are not fractured during the test. The damage is considered to be a part of the viscoplastic deformation and the recovery of viscoplastic deformation is defined as the healing. The method proposed in this study is useful to isolate the viscoelastic effects to quantify the healing of damage. / Asfaltmaterial uppvisar självläkande egenskaper. För att utvärdera dess läkande förmågor utförs många undersökningar av forskare. Dessa undersökningar inkluderar olika definitioner av läkning och mekaniska testmetoder för att kvantifiera graden av läkningen. Trots dessa omfattande studier finns det ingen unik metod för att utvärdera läkning i asfaltsmaterial. Påverkan av testförhållandena och komplexiteten från inverkan av andra fenomen, såsom spänningsrelaxation och töjningsåterhämtning, gör karakteriseringen av läkning en utmanande process. Arbetet som presenteras i denna uppsats inkluderar utvecklingen av experimentella och analytiska metoder för att bidra till förståelsen av läkning i asfaltsmaterial. Uppsatsen fokuserar på både brottmekaniks- och skademekaniksbaserade metoder för att utvärdera läkning i asfaltsmaterial. I det första fallet utförs trepunktsböjningstest för att karakterisera läkningen efter brott. Det experimentella protokollet är noggrant designat för att undvika effekten av hårdnande vid låg temperatur under viloperioden. Dessutom jämförs olika läkningsindex baserade på linjärelastisk brottmekanik och viskoelastisk brottmekanik. Trots att läkning generellt definieras baserat på återhämtningen av vissa parametrar efter viloperioden, så visar jämförelsen av läkningsindexen att den kvantitativa tolkningen av läkning beror på metoderna för efterbehandling.  Den skademekaniksbaserade metoden som diskuteras i denna studie inkluderar kryp- och återhämtningstest i skjuvning. Till skillnad mot det första fallet så spricker här inte proven. Skadan anses istället vara del av den viskoplastiska deformationen och återhämtningen av viskoplastisk deformation är definierad som läkning. Metoden som föreslås i denna studie är användbar för att isolera de viskoelastiska effekterna för att kvantifiera läkningen av skada.