Academic literature on the topic 'Lastfördelning'

Vanligtvis ställs topologioptimeringsproblem upp så att en strukturs komplians minimeras under bivillkor på volymen som den får uppta. I skruvförband med flera ingående skruvar innebär detta ofta att lasten fördelas ojämnt mellan skruvarna och att förbandet med det optimerade fästet ändå går sönder. Fyra problemformuleringar för att erhålla en jämnare fördelning av lasten över de ingående skruvarna har undersökts på två olika förband, ett litet med två skruvar och ett större med sex skruvar. Förbanden utsätts för två respektive tre lastfall och är modellerade med skruvar som förspänns. Metoderna är undersökta med hjälp av topologioptimeringsprogrammet Tosca från FE-DESIGN och FEM-programmet Abaqus från Dassault Systèmes Simulia på Scania CV AB. Tre av problemformuleringarna visade sig vara rimliga metoder att använda.<br>Usually topology optimization problems are posed so that the compliance of a structure is minimized under condition on the volume. In a joint containing several screws the result is often that the load is unevenly divided among the screws and the joint with the optimized bracket brakes anyway. In this master thesis four different formulations of the topology optimization problem with the purpose of obtaining an even distribution of the load among the screws have been investigated on two different joints, one smaller with two screws and one larger with six screws. The joints are exposed to two and three loadcases respectively and modeled with pretensioned screws. The methods are investigated with the topology optimization program Tosca by FE-DESIGN and the FEM program Abaqus by Dassault Systèmes Simulia at Scania CV AB. Three of the formulations are shown to be reasonable to use.

Detta arbete var beställt av Sjöfartshögskolan i Kalmar. Skolan ville ha en enhet som kunde mäta aktiv-, reaktiv- och skenbar effekt, ström, spänning, frekvens och cosϕ på en generator och som kommunicerade vidare dessa värden till en PLC. Detta för att kunna lastfördela lasten mellan ett antal generatorer i kursen Tillämpad elteknik 15 hp där studenterna bygger en generatorinstallation med tre generatorer. Ett funktionsblock för lastfördelning skulle också programmeras. Prototypen som konstruerades baserades på en Arduino Ethernet och kommunikationen löstes med Modbus TCP/IP över Ethernet. Ett lastfördelningsprogram programmerades i form av ett funktionsblock som studenterna kunde importera till CoDeSys v2.3 och använda i sina installationer. Prototypen kunde läsa av värdena med ungefär samma noggrannhet som ett kommersiellt instrument som använder sig av samma mätteknik som prototypen. Uppdateringsfrekvensen var dock lägre än hos ett kommersiellt instrument. Kommunikationen med PLC:n fungerade utan problem. Då ingen undervisning hölls i arbetets slutskede kunde inte lastfördelningen testas på en fullskalig anläggning. Lastfördelningsprogrammet klarade dock av att hålla rätt frekvens på en ensam generator och fungerade som tänkt när programmet testades i en simulator. Prototypen gav fel mätvärden vid kapacitiv last. Vid jämförelse med en kommersiell tångamperemeter visade sig mätfelet bero på mätmetoden då båda gav liknande resultat. Som referens användes en professionell elkvalitetsanalysator. Alla uppdragsgivarens krav blev uppfyllda och arbetet kommer att kunna användas i undervisningen.<br>This thesis was ordered by Kalmar Maritime Academy. The request was for a device that could measure active, reactive and apparent power, as well as frequency, voltage, current and cosϕ on a generator. The measured values would be communicated to a PLC for use in a load sharing program between a number of generators in the course Tillämpad elteknik, 15 ECTS. In that course the students constructs a three-generator electric power grid. Included in the request was also to program a load sharing program. The prototype being constructed was based on the Arduino Ethernet, and the communication was enabled by means of the Modbus TCP/IP protocol over Ethernet. A load sharing program was created in the form of a function block which the student could import into the CoDeSys for use in the generator systems. The prototype could measure values with close to the same accuracy as a commercial available instrument that were using the same technique for measuring. The refresh rate was however lower than the commercial available instrument. Communication with the PLC worked without any issues. No full-scale testing could be done since no course was held during the final stages of the thesis, however the load sharing program could keep frequency on a single generator alone and worked in a simulated soft environment. Measuring errors occurred when measuring a capacitive load. When comparing to a commercial available clamp meter, the same errors occurred. As a reference a professional power and energy quality analyser was used. All the requests were fulfilled and the result of this thesis will be used in the educational programme at the Academy.

Vid dimensionering av en byggnad är det viktigt att stabiliteten kan garanteras. För att kunna garantera stabiliteten så måste de krafter som en byggnad kan förväntas utsättas för kännas till. För horisontella laster syftar innebär det till lastfördelningen krafter i det horisontalstabiliserande systemet. Syftet med arbetet var att undersöka om FEM-design fördelar vindlast likt traditionella handberäkningar. Detta genom att jämföra resultaten av lastfördelning för de båda beräkningsmetoderna på ett referenshus. Referenshuset betraktas i fyra olika utföranden där dem varierar beroende på styvheten i skjuvväggar och bjälklag. Det för att beakta olika dimensioneringssituationer. Lastfördelningen för de olika utförandena har klarlagts genom att beräkna reaktionskrafter i grunden samt tvärkrafter i väggar. Styvhetsförhållande mellan skjuvväggar och bjälklag kontrollerades för att undersöka hur lastfördelningen till väggarna skulle ske. För två av referenshusets utföranden var bjälklaget vekt i förhållande till skjuvväggarna, för vilket fall litteraturen föreslår att lasten fördelas som för en kontinuerlig balk på fasta stöd. Vid jämförelse av handberäkningar och FEM-design så visade det sig att dem inte överensstämde speciellt bra. FEM-design gav en jämnare lastfördelning vilket istället påminner om ett utförande som litteraturen föreslår för en konstruktion med samma styvhet i väggar som i bjälklaget. Vidare utredning visar att det sannolikt beror på de olika metodernas sätt att beräkna styvhet för KL-trä. Baserat på de analyser som har gjorts i arbetet så kan det konstateras att lastfördelningen för byggnader bestående av styvt bjälklag med samma styvhet i skjuvväggarna överensstämmer för de olika beräkningsmetoderna. För utförandet med styvt bjälklag och olika styvheter i väggar så avviker resultaten. Sannolikt beroende på de olika metodernas sätt att beräkna styvhet för KL-trä.<br>The stability of the structure must be ensured when designing a building. To ensure the stability, the forces which a building can be exposed for must be known. In case of wind loads it means forces in the horizontal stabilizing system. The purpose with this project was to examine if FEM-design distribute wind loads like traditional hand calculations. This by comparing the results of load distribution for both calculation methods on a reference building. The reference building is designed in four different versions where the stiffness in the walls and the floor is what separate them. That to observe different design situations. The load distribution has been clarified by calculating reaction forces in the ground and shear forces in the walls. The stiffness ratio between the walls and the floor has been calculated to examine the load distribution on the walls. Calculations showed that the floor was weak in relation to the walls for two of the building’s versions. A ratio which the literature suggests that the load distributes like a continuous beam on fixed support. When hand calculations where compared to FEM-design the results did not agree very well. FEM-design gave a more uniform distribution of the loads, which reminds of a design the literature suggests for a structure with the same stiffness in the walls as in the floor. Further research indicates that it probably due to the different methods way of calculating stiffness for CLT. Based on the research done in this project it can be stated that load distribution for buildings with stiff floors and walls with the same stiffness correspond for the different calculation methods. For buildings with stiff floors and different stiffness in the walls the results do not agree. Probably due to the different methods of calculating stiffness for CLT.

<p>Lastflödesberäkningar kan användas för att se om ett nät behöver byggas ut för att tillgodose en ökad belastning, hur mycket reaktiv effekt som behöver tillföras, eller för att se om ett givet nät klarar av bortfall av en ledning. Syftet med denna rapport är att presentera teorierna för lastflödesberäkningar. Dessutom ska en manual till simuleringsprogrammet Power World färdigställas.</p><p>Ledningens viktigaste förluster är genom: serieinduktans, shuntinduktans och resistans. Reaktiv effekt kan tillföras dels genom seriekondensatorer, för att motverka ledningens spänningsfall; och dels genom shuntkondensatorer för att kompensera för lastens behov av reaktiv effekt. En lindningskopplare ändrar transformatorns omsättning, vilket renderar i att spänningen i överföringsledet ändras. På varje ställe där ett elkraftnät förgrenar sig finns en skena.</p><p>För lastflödesberäkningar delar man upp skenorna i tre olika sorter: <em>swing bus</em>, lastskena och spänningskontrollerad skena. Vid beräkningarna beräknas först spänningen på en skena, och sedan beräknas spänningen på nästa skena beroende av den. I de flesta fall är Newton-Raphsons metod att föredra. Rapporten introducerar lastflödesberäkningar genom två genomgångna exempel. Särkopplat nät är en förenklad metod för lastflödesberäkningar. Beräkningsprogram använder de teorier för lastflöden som denna rapport presenterar, och kan ofta beräkna andra problem av elkraftteknisk karaktär.</p><p>Lastflödesberäkningar kan användas för att se om ett nät behöver byggas ut för att tillgodose en ökad belastning, hur mycket reaktiv effekt som behöver tillföras, eller för att se om ett givet nät klarar av bortfall av en ledning. Syftet med denna rapport är att presentera teorierna för lastflödesberäkningar. Dessutom ska en manual till simuleringsprogrammet Power World färdigställas.</p><p>Ledningens viktigaste förluster är genom: serieinduktans, shuntinduktans och resistans. Reaktiv effekt kan tillföras dels genom seriekondensatorer, för att motverka ledningens spänningsfall; och dels genom shuntkondensatorer för att kompensera för lastens behov av reaktiv effekt. En lindningskopplare ändrar transformatorns omsättning, vilket renderar i att spänningen i överföringsledet ändras. På varje ställe där ett elkraftnät förgrenar sig finns en skena.</p><p>För lastflödesberäkningar delar man upp skenorna i tre olika sorter: <em>swing bus</em>, lastskena och spänningskontrollerad skena. Vid beräkningarna beräknas först spänningen på en skena, och sedan beräknas spänningen på nästa skena beroende av den. I de flesta fall är Newton-Raphsons metod att föredra. Rapporten introducerar lastflödesberäkningar genom två genomgångna exempel. Särkopplat nät är en förenklad metod för lastflödesberäkningar. Beräkningsprogram använder de teorier för lastflöden som denna rapport presenterar, och kan ofta beräkna andra problem av elkraftteknisk karaktär.</p>

Kraven på planetväxlars prestation blir allt högre samtidigt som tillverkningen ska ske snabbare och på ett allt mer effektivt sätt. Vid tillverkning av planet-, sol-och ringhjul så kan inte exakt diameter erhållas, detta samt andra brister leder till ojämn lastfördelning när fler än tre planethjul används. Målet med arbetet var att ta fram ett koncept på en förinställning för planethjul i en planetväxel med koniska kugghjul, samt kostnadsuppskattning och monteringsanvisning för konceptet. Studien resulterade i att det kan finnas en lönsamhet för konceptet, vilket medför att vidare simulering och tester anses varar aktuellt.

Although sitting is a large part of everyday life is the influence of the sitting positions and chair design on pressure and load distribution as well as comfort for transfemoral amputees quite unexplored. The aim of this study was therefore to examine this further. Two transfemorally amputated females (49 and 57 years old) participated in the study. Three positions were examined for each subject; sitting without foot support and sitting with the knee joints flexed 90◦ and 105◦. The pressure inside the socket was measured by two pressure sensors, placed distally and proximally on the posterior wall inside the socket. The lengthwise pressure distribution and the sidewise load distribution between the socket and the underlying material was measured by a pressure mat. In addition to this, the subjects answered a questionnaire regarding the subjective comfort for each position.  The result showed that the pressure underneath the socket were higher distally than proximally without foot support. The pressure transferred proximally as the knee became more flexed. The most even load distribution sidewise was found when the subjects sat with their knees flexed 105 degrees. Sitting with the knees flexed 90◦ was ranked as the most comfortable position. No conclusion could be made regarding the pressure inside of the socket. Additionally, according to this study the level of comfort does not have any clear relation with the sidewise load distribution or the longitudinal pressure distribution.<br>En stor del av livet spenderas sittandes, men den påverkan som sittposition och stoldesign har på tryckfördelning och komfort för transfemoralt amputerade är ganska outforskat. Studien ämnar därför undersöka detta. Två transfemoralt amputerade kvinnor (49 och 57 år) medverkade i studien. Tre sittpositioner undersöktes för varje testperson; sittande utan fotstöd samt sittande med knäleden i 90◦ respektive 105◦ flexion. Trycket inuti hylsan mättes med hjälp av två trycksensorer, som placerades distalt och proximalt på den bakre hylsväggen. Tryckfördelningen i längsriktningen och lastfördelningen i sidled mellan hylsan och underlaget mättes med en tryckmatta. Förutom detta svarade testpersonerna även på ett frågeformulär angående den subjektiva komforten för varje position. Resultatet visade att trycket under hylsan var högre distalt än proximalt när inget fotstöd användes. Trycket förflyttades proximalt då knät böjdes. Den mest jämna lastfördelningen mellan sidorna påträffades när knät var flekterat 105◦. Enligt frågeformuläret var den mest bekväma positionen den med 90◦ i knäleden. Ingen slutsats kunde göras angående trycket inuit hylsan. Ingen tydlig relation kunde heller inte hittas mellan den subjektiva komforten och tryck- eller lastfördelningen.

Arbetets syfte är att undersöka hur en planetväxel kan optimeras med avseende på kostnad och momentöverföringskapacitet då det konceptuella balanseringssystemet skapat av Swepart Transmission AB appliceras på en planetväxel. Arbetet undersöker även huruvida höghållfasta stål kan användas för att optimera en planetväxel ytterligare. Planetväxlarna i detta arbete genererades i programvaran KISSsoft och 3D-modeller av dessa planetväxlar skapades i SolidWorks. Olika tillverkningsfel introducerades i en planetväxel och dess inverkan på lastfördelningen mellan planethjulen samt balanseringsystemets förmåga att reducera dessa fel undersöktes med hjälp av programvaran MSC Adams. Resultatet från undersökningarna i MSC Adams användes sedan för att optimera planetväxlarna. För planetväxlarna utfördes slutligen en mass- och kostnadsjämförelse för att undersöka hur konkurrenskraftig en planetväxel med Sweparts balanseringssystemet är jämfört med dagens konventionella planetväxlar.

Detta examensarbete har utförts av två studenter som läser byggingenjörsprogrammet på Örebro universitet. Arbetet har titeln ”En jämförelse mellan handberäkningar och FEM-analys vid lastnedräkning” och handlar om de skillnader i lastfördelning man erhåller när man räknar på hur laster i en byggnad fördelar sig mellan de olika bärande elementen med de olika metoderna. FEM-analysen utfördes i datorprogrammet FEM-Design (StruSoft). Eftersom en lastnedräkning är ett grundläggande (men viktigt) steg i en konstruktörs design/dimensionerings-arbete så ville vi undersöka hur dessa görs och vilka verktyg ingenjörer har som kan hjälpa dem. Olika metoder att utföra detta kan komma att ge olika resultat. Vi jämförde de metoder som är vanligast, handberäkningar samt en FEM-analys med ett av de vanligare förekommande programmen som används av konstruktörer.Detta arbete har utförts i samarbete med företaget Integra Engineering AB, örebrokontoret. Integra har bidragit med 2D-ritningar till ett av deras projekt som denna grupp sedan gjorde en handberäknad lastnedräkning på samt modellering och FEM-analys med FEM-Design. Resultaten av de båda metoderna samanställdes sedan och analyserades för att få svar på de frågeställningar som ställdes.Som resultat förväntades skillnader, men för just detta projekt blev skillnaderna större än vad som väntades. Skillnaderna mellan totallasterna är acceptabla, men själva fördelningen mellan elementen blev större än förväntat.<br>This bachelors thesis has been carried out by two civil engineering students and has the title “A comparison between standard hand calculations and FEM-Analysis at load distribution analysis” and deals with the differences in load distribution that you can get between the different load-bearing elements (e.g walls and pillars). The FEM-analysis was performed in the program FEM-Design (by StruSoft). Since a load distribution analysis is a fundamental (yet important) step in an engineer’s design/dimensioning work. We wanted to research how the different methods work and what tools engineers have to aid them in these calculations. Different methods can yield different results. We chose to work with the two most common methods of analysis, a calculation done by hand (according to Eurocode) and a FEM-analysis that is used by structural engineers and is one of the most commonly used FEM-programs.This thesis has been carried out in cooperation with Integra Engineering AB, Örebro office. For this work, Integra has contributed with 2D-drawings of one of their projects as this group then performed a hand-calculated load distribution analysis aswell as modeling and FEM analysis of the FEM-Design software. The results of the two methods were then compiled and analyzed to answer the questions posed.As a result, differences were expected, but for this particular project the differences were larger than expected. The differences between the total loads are acceptable, but the actual distribution between all the elements became larger, when comparing the two results.

Denna studie har till syfte att undersöka hur lastfördelningen och följaktligen dimen­sionerande tvärkrafter och moment i brobaneplattor av betong skiljer sig åt beroende på val av beräkningsmetod. Jämförelsen sker primärt för tre utvalda hand­beräknings­metoder som jämförts med beräkningar gjorda i ett beräknings­program baserat på finita element­metoder (FEM). I jämförelsen undersöks hur laster sprids i brobaneplattan enligt de olika beräknings­metoderna och vilka resulterande maximala snittkrafter som erhålls. Hur lastfördelningen sker är en komplex fråga och det är därför intressant att se vilka skillnader det blir i resultat utifrån olika beräknings­metoder. Studien skedde på ett utvalt studieobjekt, en åtta meter bred samverkansbro i Njurunda strax söder om Sundsvall. De trafiklaster som beaktats är lastmodell 1 och lastmodell 2 enligt Eurokod (CEN, 2003). De beräknings­metoder som jämförts i den här studien är dels en metod för beräkning av tvärgående konsol­moment där kantbalken bidrar mycket till den lastspridande effekten. En annan metod är för beräkning av tvärkraftsfördelning vilken generellt anses mycket gynnsam, alltså ger små tvärkrafter att dimensionera bron utifrån. Den tredje och sista handberäkningsmetoden som studerats är beräkningar av tvärgående moment i fältmitt, med hjälp av influensytediagram. Influensytediagrammen som dessa studier baseras på är fram­tagna av Adolf Pucher (Pucher, 1977) och kallas ibland för Pucherdiagram. Finita element­modeller (FE-modeller) skapades för jämförelse av resultat från hand­beräkningar. Flera olika FE-modeller skapades med varierande detaljnivå, för att kunna se hur modelleringstekniken påverkar resultatet. I alla FE-modeller har bro­bane­plattan modellerats som skalelement eftersom detta är det vanligaste sättet att modellera en bro med FEM. Skillnaderna mellan de olika FE-modellerna är framför allt hur huvudbalkarna modellerats. Även ytterligare en handberäkningsmetod tillämpades för respektive snittkraft för att ge ytterligare en referens. Referensmetoderna valdes för att vara enklare metoder som baseras på andra randvillkor än de primära handberäkningsmetoderna i den här studien. Resultatet från studien visar att de förenklingar som finns i handberäkningar kan ha signifikant inverkan på resultatet. Ett konstant förhållande mellan handberäkning och FEM, där den ena beräkningsmetoden alltid resulterade i större snittkrafter, kunde inte konstateras rakt igenom studien. För tvärgående konsolmoment gav hand­beräkningen ett större maxmoment samt att en del skillnader kunde avläsas FE-modellerna emellan. Vid beräkning av tvärkraft gav FE-beräkningen ett resultat som var nära på det dubbla av det resultat handberäkningen gav. För Pucherdiagrammen blev resultaten varierade och det fanns ingen tydlig indikation för om handberäkningar ger större eller mindre tvärgående moment än en FE-modell. Studien resulterade bland annat i ökad kunskap om att förenklingar, vid dimen­sionering av en bro med hjälp av handberäkningar, kan ha stor betydelse för resultatet. Då förenklingar vid handberäkning inte går att välja av användaren finns en fördel med FEM. Fördelen med FEM är då att förenklingar styrs av användaren och det går även att studera vilken effekt en viss förenkling ger. En annan slutsats var att betong är ett material som har ett komplext beteende och i metoder som bygger på empiriska studier kan lättare få med olika effekter som finns i en verklig brobaneplatta av betong.<br>The aim of this thesis is to study different design methods for determing load distribution, and design values for shear force and bending moment in concrete bridge decks. The study was performed based on three design methods for hand calculations, which have been compared to the results from finite element modelling (FEM). The load distribution has a major impact on the design of a bridge and how the results from different design methods will correlate is of a great interest. The evaluation has been performed on one case study, wich is an eight-meter wide composite girder bridge in Njurunda, situated south of Sundsvall in Sweden. The traffic loads applied for this study was load model 1 and load model 2 prescribed in Eurocode (CEN, 2003). One of the design methods investigated is a method used to determine for bending moment for a cantilever slab. A significant impact from the edge beam utilizes by the method to calculate the bending moment. The second method is a design method for shear forces recommended by The Swedish Transport Administration. The third and last design methods for hand calculation is to use influence charts by Pucher (Pucher, 1977). By using the influence chart to calculate the maximum bending moment in mid-span. Results from different models, created with FEM, were compared to the results from hand ­calculations. The bridge slab was modelled with shell elements, and the girders of the bridge were modelled in four different ways to study the impact of the level of detail in the numerical models. The results in this report show that hand calculation methods are based on significant simplifications of the structure and these may have a major impact on the results. The relation between results from hand calculation methods and results obtained with FEM was not consistent in all cases analysed. While studying the bending moment for a cantilever slab, the main conclusion was that the simplifications in the hand calculation methods resulted in significantly higher moments compared to the FE-calculations. Regarding design for shear forces, the FE analyses resulted in nearly twice as high shear forces compared to the hand calculation methods. While using the influence charts by Pucher the relation between results from hand calculations and results from FEM was not consistent. Conclusions from the study included that the simplifications in hand calcu­lations is hard to change. These simplifications can have a major influence to the results. Some simplifications will make the results more on the safe side. With FEM the user is more free to choose which simplifications that will be made, but it can sometimes be hard to see the effect simplifications have on the results. Concrete is a complex material and design methods based on empirical studies does most likely give a result that reflects the reality better than methods based on mathe­matic theories.