Simulering av olika underhållsstrategier inom processindustri

Syftet med detta examensarbete är att utvärdera om simulering av flöden på en emballeringsavdelning kan vara till hjälp för att kunna planera in stopp av packmaskiner så att förebyggande underhåll kan utföras. Med hjälp av simulering har kölängder, kötider och beläggningsgrader hos emballeringsavdelningen kunnat predikteras. Genom att skapa olika hypotesgrundade scenarion i simuleringsmodellen har ett antal resultat genererats.Resultaten av simuleringarna har gett värdefull information till underhållsavdelningens planerare. Informationen bör kunna vara ett viktigt beslutsunderlag för att kunna avgöra vid vilka tillfällen som de planerade stoppen kommer att ge upphov till minst störning av driften. Arbetet har visat att simulering av flöden är ett bra hjälpmedel för att kunna planera in stopp för förebyggande underhåll.För att kunna uppfylla syftet har en simuleringsmodell skapats över emballeringsavdelningen. Genom studier av processer och genom informationshämtning från kunnig personal har en användbar modell kunnat skapas. Även studier av underhållsteorier och simuleringslitteratur har varit till hjälp för att kunna uppfylla syftet med detta examensarbete.De utförda analyserna bygger till stor del på rekommendationer hämtade från den simuleringslitteratur som studerats men även på tips och stöd från författarnas handledare som har lång erfarenhet inom området.

Segregation of powder mixtures in silos with particular reference to dry mineral-based construction materials

Segregering eller segregation är ett fenomen som kan förekomma inom olika områden av samhället. Inom samhällsvetenskaperna kan segregering definieras som det rumsliga åtskiljandet av befolkningsgrupper på urval av ras eller etniskt ursprung, kön, social härkomst, religion, ålder, yrke, osv. Segregering av befolkningsgrupper sker ofta mer eller mindre frivilligt och är motsatsen till integration. Inom partikelteknologi definieras segregering oftast som det rumsliga åtskiljandet av beståndsdelarna i en blandning av olika partiklar. Segregering sker då på urval av bl.a. partiklarnas storlek, densitet, form, elektrostatiska eller mekaniska egenskaper, och kan beskrivas som motsatsen till blandning. Segregeringsmekanismer används för att förklara hur och varför en partikelblandning segregerar samt vad slutresultatet i form av den rumsliga fördelningen av partiklarna blir till följd av att blandningen utsetts för en viss behandling. I denna avhandling har segregering av partikelblandningar och speciellt torra mineralbaserade byggmaterial (t.ex. murbruk) till följd av lagring i siloer studerats. Vid industriell produktion av mineralbaserade byggmaterial används siloer för korttidslagring av slutprodukterna precis innan förpackning. Segregering leder till kraftiga variationer i sammansättningen för partikelströmmen ut ur silon, vilket gör att slutprodukterna inte uppfyller kvalitetskraven och kan därmed inte säljas till kunder. Detta leder till arbetsam och dyr bearbetning (återcirkulation) av produkterna med påföljder för produktionsekonomin samt hållbara utvecklingen. I avhandlingen identifierades de väsentligaste segregeringsmekanismerna för torra mineralbaserade byggmaterial i siloer. Dessutom klargjordes effekterna av materialegenskaper, processbetingelser och siloparametrar. Slutligen behandlas möjliga åtgärder för minskning av partikelsegregering i siloer samt tillämpning av matematiska metoder för simulering av partikelflöden med hjälp av datorer.

Simulerade skoldilemman : redskap för utveckling av reflektionsförmåga?

Syftet med avhandlingen är att studera lärarstuderandes samtal om simulerad skolverksamhet för att söka förstå möjligheter och begränsningar med simulerade dilemman som medierande redskap för reflektion över lärares arbete. Undersökningen är genomförd under seminarier i svensk och finländsk lärarutbildning. Forskningsprocessen består av tre faser; en konstruktionsfas, en prövningsfas och en undersökningsfas. Under konstruktionsfasen producerades simuleringar på basen av en narrativ analys av semistrukturerade intervjuer med nyutbildade lärare. Simuleringarna testades med lärare och lärarstuderande i prövningsfasen. I undersökningsfasen utarbetades reflektionsfrågor och studiens empiriska data samlades in genom videoobservation. Totalt femton samtal filmades vid fem seminarier och tre olika lärosäten, två i Sverige och ett i Svenskfinland. De studerande som förekommer i datamaterialet befann sig i början, mitten och i slutet av sin lärarutbildning. Analysen bygger på Schöns olika reflektionsbegrepp och ett sociokulturellt perspektiv som bygger på den ryska kulturhistoriska skolan. Resultaten visar att de studerande engagerade sig starkt i samtalen i de flesta fall och att engagemanget var relaterat till deras uppfattningar om simuleringens autenticitet. Simuleringarna och reflektionsfrågorna användes både som sekundära och tertiära artefakter. Bland simuleringarnas modaliteter framstod ljudet som den viktigaste för nyanser av förståelse och engagemang och reflektionsfrågorna fungerade som kommunikativt stöd och strukturell scaffolding. När de studerande använde simuleringen för dekontextualisering i en öppen dialog förekom en tertiär dialog, i vilken förhandling av ny mening ägde rum. Kreativ reflektion – att se dilemmat ur olika perspektiv och reciprok reflektion – öppen utmanande dialog förekom flitigt i vilka en didaktiskanalytisk praktikgemenskap skapades. Slutsatserna är att simulerade skoldilemman kan utgöra en potential för lärarstuderandes utveckling av reflektionsförmåga när de används i mindre samtalsgrupper och den didaktiska inramningen relateras till aktuellt kursinnehåll. Om simuleringens innehåll inte upplevs som autentiskt finns dock risk för att förutfattade meningar om lärares arbete förstärks om de inte utmanas av medstuderande eller lärarutbildare.

Optimering av hålltidstabeller vid Normaliseringsugnen

Analyserna av hålltiderna i Normaliseringsugnen visar att i de flesta fall kan hålltiderna förkortas, beroende på om man väljer att godkänna värmebehandlingen vid en temperatur15C° eller 5C° under börvärdet. Om 5C° väljas kan det krävas att vissa ugnstider förlängs. Det finns ingen anledning att hålla övertid på plåtarna i ugnen, vilket kan leda till korntillväxt och ett sprött material. Undersökningen visar att övertiden ökar med plåttjockleken. Temperaturavvikelsediagrammet för värmebehandlingen visar att inom tjockleksintervallet 30mm - 50mm är temperaturdifferensen vid hålltidens slut störst gentemot börvärdet. Man bör dock komma ihåg att pyrometern endast mäter yttemperaturen. Kärntemperaturen är förmodligen något lägre och då krävs en viss övertid för att säkerställa en homogen temperatur genom hela plåten. Vid ett lyckat experiment med att plana en plåt, efter att ha värmt upp den till 650°C, gjordes en simulering i dataprogrammet Steeltemp 2D. Simuleringen visar svalningskurvor för en given analyskod från 600°C för olika plåttjocklekar. Temperaturen på experimentplåten vid inträdet i planmaskinen var 350°C. Resultatet som redovisas i Steeltempdiagrammet visar att det inte finns risk att plåttemperaturen sjunker under 350°C.

Utveckling och prov av en 50 kJ elektrisk pulsgenerator

Detta arbete beskriver en elektrisk pulsgenerator, dess konstruktion och ingående komponenter.Särskild uppmärksamhet ägnas åt det triggade gnistgapet och triggpulsgeneratorn. Gnistgapetskonstruktion beskrivs. En SPICE-modell utvecklas för gnistgapets urladdningskanal.Urladdningskanalens egenskaper simuleras. Simulerad och fotograferad kanalradie jämförs.Några genomförda försök beskrivs kort, däribland det katastrofala och avslutande försöket. Detavslutande försöket analyseras. Avslutningsvis avhandlas några tänkbara utbyggnader ochförbättringar.

Luftsolfångares termiska prestanda

Luftuppvärmning är ett utbrett sätt att använda solenergi,bl a i husuppvärmning, luftkonditionering och torkning av jordbruksprodukter.I denna rapport framläggs ett nytt sätt att beräkna värmeprocessen i en luftsolfångare, vilket ger möjlighet till riktigare simulering av icke symmetrisk luftuppvärmning i luftsolfångarens kanaler.En bearbetad analytisk-numerisk metod av tvådimensionell icke stationär temperaturfältsberäkning presenteras, vilket ger möjlighet att göra kompletteringar till simuleringsprogrammet TRNSYS, speciellt avpassat för det sätt som luftsolfångare uppvärmer luften.Vid sidan om den teoretiska analysen av luftsolfångare, framläggs i denna rapport, medodik för experimentella undersökningar av luftsolfångare. Vidare diskuteras krav på mätutrustning vid experimentella mätningar av luftsolfångares termiska prestanda.

Multi-objective optimization of material model parameters of an adhesive layer by using SPEA2

The usage of multi material structures in industry, especially in the automotive industry are increasing. To overcome the difficulties in joining these structures, adhesives have several benefits over traditional joining methods. Therefore, accurate simulations of the entire process of fracture including the adhesive layer is crucial. In this paper, material parameters of a previously developed meso mechanical finite element (FE) model of a thin adhesive layer are optimized using the Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA2). Objective functions are defined as the error between experimental data and simulation data. The experimental data is provided by previously performed experiments where an adhesive layer was loaded in monotonically increasing peel and shear. Two objective functions are dependent on 9 model parameters (decision variables) in total and are evaluated by running two FEsimulations, one is loading the adhesive layer in peel and the other in shear. The original study converted the two objective functions into one function that resulted in one optimal solution. In this study, however, a Pareto frontis obtained by employing the SPEA2 algorithm. Thus, more insight into the material model, objective functions, optimal solutions and decision space is acquired using the Pareto front. We compare the results and show good agreement with the experimental data.

Modelling and simulations of ductile iron solidification-induced variations in mechanical behaviour on component and microstructural level

The mechanical behaviour and performance of a ductile iron component is highly dependent on the local variations in solidification conditions during the casting process. Here we show a framework which combine a previously developed closed chain of simulations for cast components with a micro-scale Finite Element Method (FEM) simulation of the behaviour and performance of the microstructure. A casting process simulation, including modelling of solidification and mechanical material characterization, provides the basis for a macro-scale FEM analysis of the component. A critical region is identified to which the micro-scale FEM simulation of a representative microstructure, generated using X-ray tomography, is applied. The mechanical behaviour of the different microstructural phases are determined using a surrogate model based optimisation routine and experimental data. It is discussed that the approach enables a link between solidification- and microstructure-models and simulations of as well component as microstructural behaviour, and can contribute with new understanding regarding the behaviour and performance of different microstructural phases and morphologies in industrial ductile iron components in service.

Analys av ett mikronät vid Ihushi Development Center i Tanzania

Denna studie omfattar en undersökning om hur ett hybridnät har fungerat, i detta fall Ihushi Development Center som ligger I Tanzania. De mätningar som har gjorts, har följt en standard för att kunna universellt användas vid en fortsatt studie eller direkt kunna användas för att jämföras med andra hybridnät med liknande uppsättning och förutsättningar. Under arbetets gång så har en ny modell tagits fram för att smidigt kunna analysera rådata och uträkning av de nödvändiga parametrarna. Detta underlättar även kommande arbeten kring detta hybridnät. Det har också blivit en typ av simulering då det har funnits många olika typer av utspridda och kontinuerliga fel som har behövts hanteras. Dessa värden har då behövts uppskattats utifrån olika källor och metoder, för att sedan användas. Det har sedan räknats ut effektiviteter och prestanda på olika delar i systemet som sedan kommenteras och kan direkt användas för en utvärdering i en framtida studie. Dessa resultat har bitvis jämförts med tidigare utvärdering men då det saknats information från föregående rapport så har en fullständig jämförelse och slutsats inte varit möjlig.