RECENZJA OSIĄGNIĘĆ NAUKOWYCH I ROZPRAWY HABILITACYJNEJ

Transkrypt

1 Prof. dr hab. inż. Wojciech Kacalak koszalin. pl, Wydział Mechaniczny, Politechnika Koszalińska RECENZJA OSIĄGNIĘĆ NAUKOWYCH I ROZPRAWY HABILITACYJNEJ dr. inż. Krzysztofa NOZDRZYKOWSKIEGO z Akademii Morskiej w Szczecinie TYTUŁ ROZPRAWY HABILITACYJNEJ: METODYKA POMIARÓW GEOMETRYCZNYCH ODCHYŁEK POWIERZCHNI WALCOWYCH WIELKOGABARYTOWYCH ELEMENTÓW MASZYN NA PRZYKŁADZIE WAŁÓW KORBOWYCH SILNIKÓW OKRĘTOWYCH Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej, Szczecin 2013 KOSZALIN, marzec 2014

2 Recenzja osiągnięć naukowych i rozprawy habilitacyjnej dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego z Akademii Morskiej w Szczecinie 2 Prof. dr hab. inż. Wojciech Kacalak Politechnika Koszalińska RECENZJA OSIĄGNIĘĆ NAUKOWYCH I ROZPRAWY HABILITACYJNEJ dr. inż. Krzysztofa NOZDRZYKOWSKIEGO z Akademii Morskiej w Szczecinie TYTUŁ ROZPRAWY HABILITACYJNEJ: METODYKA POMIARÓW GEOMETRYCZNYCH ODCHYŁEK POWIERZCHNI WALCOWYCH WIELKOGABARYTOWYCH ELEMENTÓW MASZYN NA PRZYKŁADZIE WAŁÓW KORBOWYCH SILNIKÓW OKRĘTOWYCH Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej, Szczecin 2013 Opinię o dorobku naukowym i dydaktycznym dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego przedstawiam na podstawie autoreferatu, monografii habilitacyjnej, zbioru publikacji oraz znanych mi wyników prac naukowych i realizowanych projektów badawczych Kandydata. 1. CHARAKTERYSTYKA PRACY NAUKOWEJ KANDYDATA Krzysztof Nozdrzykowski (ur w Szczecinie) ukończył w 1978 roku Wydział Mechaniczny Politechniki Szczecińskiej. Po studiach rozpoczął pracę naukową i dydaktyczną w Wyższej Szkole Morskiej w Szczecinie w Zakładzie Technik Wytwarzania i Napraw, a następnie w Zakładzie Podstaw Budowy i Eksploatacji Maszyn. W 1987 roku uzyskał stopień naukowy doktora na Wydziale Mechanicznym Politechniki Szczecińskiej. Promotorem rozprawy doktorskiej nt.: "Metodyka pomiarów geometrycznych błędów układu łożyskowania wałów korbowych silników okrętowych" był prof. dr hab. inż. Bolesław Kuźniewski.

3 Recenzja osiągnięć naukowych i rozprawy habilitacyjnej dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego z Akademii Morskiej w Szczecinie 3 Habilitant do 1996 roku był adiunktem w Zakładzie Podstaw Budowy Eksploatacji Maszyn, następnie przez 12 lat był zatrudniony na stanowisku starszego wykładowcy, a obecnie ponownie jest adiunktem. Dziedziną zainteresowań naukowych Habilitanta są podstawy metrologii części maszyn o dużych masach i gabarytach. Głównym osiągnięciem naukowym jest opracowanie teoretycznych i doświadczalnych podstaw pomiarów i analizy odchyłek wielkogabarytowych elementów maszyn z uwzględnieniem nowych rozwiązań w zakresie ustalenia i podparcia obiektu podczas pomiaru. Opracowana metodyka została wykorzystana do oceny stanu geometrycznego wałów korbowych silników okrętowych. Autor opracował procedury obliczeniowe i oprogramowanie analizy kształtu i położenia powierzchni walcowych w mierzonych elementach. Powstało innowacyjne rozwiązanie systemu pomiarowego z regulowanym podparciem wału i kontrolowaną siłą oddziaływania podpór. Zastosowany system podparcia umożliwia w znacznym stopniu kompensowanie odkształceń sprężystych wału pod wpływem własnego ciężaru. 2. CHARAKTERYSTYKA I OCENA ROZPRAWY HABILITACYJNEJ 2.1. Rozwiązane problemy naukowe Monografia nt.: "Metodyka pomiarów geometrycznych odchyłek powierzchni walcowych wielkogabarytowych elementów maszyn - na przykładzie wałów korbowych silników okrętowych", wydana w 2013 roku przez Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, jest rozprawą habilitacyjną dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego, która w harmonijny sposób łączy podstawy naukowe pomiarów, innowacyjne rozwiązania, obejmujące system pomiarowy oraz przykładowe zastosowania. Wały korbowe silników okrętowych, będące głównym obiektem, dla którego opracowana została metodyka pomiarów, charakteryzują się złożoną geometrią, dużą masą, dużym stosunkiem długości do wymiarów przekroju poprzecznego oraz dość dużą podatnością, zależną od kątowego położenia obciążenia. Cechy te znacznie utrudniają ocenę dokładności geometrycznej, gdyż pod wpływem własnego ciężaru wał podlega odkształceniom, a następuje to w warunkach braku symetrii w odniesieniu do sztywności i występowania odchyłek kształtu i położenia na wielu powierzchniach walcowych. Ważnym osiągnięciem monografii jest opracowanie podstaw nowatorskiego systemu pomiarowego, umożliwiającego pomiary odchyłek geometrycznych wałów korbowych, w warunkach odpowiadających pomiarom bezodniesieniowym, z wykorzystaniem baz w postaci nakiełków lub powierzchni walcowych skrajnych czopów. Zastosowany sposób elastycznego podparcia, eliminuje główną wadę typowych sposobów ustalenia i podparcia wałów, którą jest brak kompensacji wpływu odkształceń sprężystych wału na wyniki pomiarów ich dokładności.

4 Recenzja osiągnięć naukowych i rozprawy habilitacyjnej dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego z Akademii Morskiej w Szczecinie 4 Opracowane procedury analizy wyników pomiarów z wykorzystaniem analizy harmonicznej pozwalają ponadto na ocenę wpływu zmian zarysów na współpracę powierzchni w połączeniu korbowym. Dokonano analizy przydatności różnych rozwiązań sterowania wartościami siły nośnej w podporach. Określono przydatność sterowanych piezoelektrycznie zaworów regulacyjnych, z elektronicznie regulowanym ciśnieniem wyjściowym. Ze względu na potrzebę uzyskiwania w podporach ustalonych wartości sił, zastosowano tensometryczne przetworniki siły z elektryczną kompensacją temperatury otoczenia. Oznacza to, że odchylenie do wymaganej siły jest parametrem, który steruje stanem zaworów regulacyjnych. W monografii zawarto analizę doboru optymalnych warunków dokonywania pomiarów, dla określonych kryteriów optymalizacji, zależnych od dokładności układu podparcia oraz wzajemnych relacji geometrycznych przedmiotu i układu podparcia. W opracowanym systemie wszystkie czopy główne wału osadzone są na elastycznych podporach odciążających, a kły osadzone w nawierceniach, wykonanych na czołowych powierzchniach zewnętrznych czopów głównych, wypełniają funkcję nieobciążonych elementów, ustalających wał, przy czym jeden kieł jest osadzony podatnie w kierunku osiowym. Ważnym osiągnięciem naukowym Autora jest analiza przyczyn i skutków niedokładności pomiarów. Uwzględniono wpływ odchyłek kształtu na położenie punktów styku z pryzmami ustalającymi, wpływ odkształceń przedmiotu oraz mimośrodowości środków w biegunowym układzie odchyłek położenia osi odniesienia. Monografia charakteryzuje się dobrym poziomem analiz naukowych, starannością w przetwarzaniu danych i dobrą prezentacją wyników. Spójne ujęcie problemów oraz dbałość o dobry układ treści i komplementarność zagadnień, jest cenną cechą opiniowanej pracy. Literatura jest wyczerpująco zestawiona i cytowana. Ilustracje są dobrze wykonane. Opracowanie podstaw pomiarów i analizy geometrii elementów o znacznych rozmiarach i dużej złożoności geometrycznej jest istotnym osiągnięciem naukowym i edukacyjnym, posiada duże znaczenie praktyczne i sprzyja upowszechnieniu nowoczesnych metod w procesach kontroli jakości. Autor posiada także osiągnięcia w zakresie tworzenia i wykorzystywania programów komputerowych do wspomagania analizy wyników pomiarów i oceny dokładności geometrycznej elementów maszyn. Wyniki modelowania porównano z wynikami pomiarów dla obiektu rzeczywistego. Przeprowadzono również badania odkształceń wału korbowego. Do najważniejszych osiągnięć poznawczych Habilitanta i ich zastosowań zaliczam: oryginalną metodykę oraz procedury obliczeniowe i oprogramowanie do analizy cech geometrycznych powierzchni walcowych, zwłaszcza wielkogabarytowych wałów korbowych,

5 Recenzja osiągnięć naukowych i rozprawy habilitacyjnej dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego z Akademii Morskiej w Szczecinie 5 opracowanie i zbudowanie innowacyjnego systemu pomiarowego, w którym wszystkie czopy główne wału osadzone są na elastycznych podporach odciążających, a kły osadzone w nawierceniach, wykonanych na czołowych powierzchniach zewnętrznych czopów głównych, wypełniają funkcję nieobciążonych elementów, określenie, na podstawie badań symulacyjnych oraz eksperymentalnych, z wykorzystaniem zbudowanego układu, korzyści wynikających z nowej metody, w postaci podwyższenia dokładności pomiarów Uwagi dotyczące rozprawy habilitacyjnej Uwagi, dotyczące rozprawy habilitacyjnej, odnoszą się do dwóch problemów. Pierwszym z nich jest ograniczenie się do problemów pomiarów bez analizy przyczyn niedokładności. Praca jest obszerna i ujmuje wiele ważnych problemów, więc nie byłoby uzasadnione wymaganie od Autora powiększenia jej zakresu. Dokonanie jednak przeglądu przyczyn niedokładności takich jak skutki naprężeń własnych w wałach monolitycznych, odkształcenia podczas obróbki i skutki eksploatacji (dla wałów skierowanych do naprawy), byłoby bardzo przydatne dla czytelników zainteresowanych tymi problemami. Druga uwaga dotyczy problemów występujących podczas pomiarów wałów o odbiegającej od prostoliniowości linii osi czopów, gdy trwałe wygięcie wału ogranicza możliwość doboru wartości sił w podporach, gdyż silnie zależą one od kątowego położenia wału. O tym, że jest to poważny problem świadczy stosowanie metod prostowania wałów poprzez lokalne nagniatanie w celu wprowadzenia naprężeń ściskających do warstwy wierzchniej. Należy postawić pytanie, czy może wystąpić sytuacja, w której poprzez dobór sił w podporach zmniejszają się odchyłki położenia osi czopów, co jednak nie musi oznaczać zgodności z rzeczywistym kształtem wału i warunkami jego eksploatacji. Autor bardzo dobrze rozwiązał dobór sił podparcia, uzależniając ich wartości od kąta charakteryzującego położenie wału, ale jest to podyktowane głównie potrzebą minimalizacji ugięć pod wpływem własnego ciężaru. Powyższe uwagi nie pomniejszają wysokiej oceny i dobrego poziomu naukowego rozprawy, a jedynie wskazują na pewne problemy ważne dla dalszych prac naukowych. Duże doświadczenie naukowe Habilitanta może być również wykorzystane w pracach wdrożeniowych nad zastosowaniem systemów skanowania przestrzennego. Do uwag redakcyjnych zaliczam nieliczne uproszczenia w niektórych określeniach, jak na przykład: Praktyczna realizacja bazy przy pomiarach (str. 29), Realizowaną przez czop pryzmy ustalające oś odniesienia, osi obrotu realizowanej przez

6 Recenzja osiągnięć naukowych i rozprawy habilitacyjnej dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego z Akademii Morskiej w Szczecinie 6 kły ustalające., na pomiarach złożonej odchyłki kształtu i położenia osi ) (str. 30), zmian wielkości wpływowych (str. 76). Uściślenia wymaga wykorzystywanie takich pojęć jak błąd, odchylenie i odchyłka w odniesieniu do kształtu. Można przyjąć, iż błąd jest skutkiem niewłaściwej decyzji, odchylenie jest skutkiem świadomego odstępstwa, a odchyłka jest skutkiem przyczyn niezależnych. W podsumowaniu oceny rozprawy habilitacyjnej dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego, stwierdzam, iż w ponad dobrym stopniu spełnia wymagania obowiązującej ustawy i jest właściwą podstawą do pozytywnej opinii w postępowaniu o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego w dziedzinie "nauki techniczne", w dyscyplinie "budowa i eksploatacja maszyn". 3. CHARAKTERYSTYKA I OCENA DOROBKU NAUKOWEGO Upowszechnienie dorobku naukowego dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego, po uzyskaniu stopnia naukowego doktora, obejmuje: monografię (rozprawa habilitacyjna), cztery artykuły w czasopismach o określonym IF (lista filadelfijska), 3 samodzielne i 2 współautorskie artykuły opublikowane w języku angielskim w wydawnictwach PAN i równorzędnych, 10 samodzielnych i 4 współautorskie artykuły opublikowane w języku polskim w wydawnictwach PAN, 5 samodzielnych artykułów opublikowanych w wydawnictwach uczelnianych w języku polskim i w języku angielskim, 18 samodzielnych i 11 współautorskich referatów opublikowanych w materiałach konferencji krajowych i międzynarodowych, 2 indywidualne zgłoszenia patentowe, 1 indywidualny i 1 współautorski projekt badawczy. Łącznie dorobek publikowany po ostatnim awansie naukowym obejmuje 41 prac autorskich i 17 publikacji współautorskich, co wskazuje na znaczną samodzielność naukową Kandydata. Dziedzina badań Kandydata obejmuje trudne problemy konstrukcyjne w budowie maszyn. Są one rozwiązywane w innowacyjny sposób, wyróżniają się dużą różnorodnością, i choć zakres ich zastosowań jest dość duży, to jednak zainteresowanie nimi rozwija się stopniowo. Wyniki prac Habilitanta mają dużą przydatność dla projektantów i konstruktorów oraz technologów w zakładach produkujących siniki okrętowe dużej mocy.

7 Recenzja osiągnięć naukowych i rozprawy habilitacyjnej dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego z Akademii Morskiej w Szczecinie 7 4. WNIOSEK KOŃCOWY W wyniku analizy dorobku naukowego dr. inż. Krzysztofa Nozdrzykowskiego oceniam, iż Autor: wybrał tematykę pracy naukowej ważną dla przyszłych zastosowań i rozwoju metrologii elementów maszyn o bardzo dużych rozmiarach, zwłaszcza wałów korbowych silników okrętowych dużej mocy, osiągnął uznane efekty naukowe i praktyczne, w postaci teoretycznych i doświadczalnych podstaw analizy i oceny dokładności wielkogabarytowych elementów maszyn, opracował metodykę i system pomiarowy z adaptacyjnym podparciem elementów podczas pomiarów, wykazał się twórczym podsumowaniem wiedzy i własnych opracowań w zakresie modelowania niedokładności, efekty naukowe i praktyczne wyników badań przedstawił na poziomie, który uzasadnia ich pozytywną ocenę. Oceny zawarte w podsumowaniu składają się na opinię, iż dorobek naukowy i inne osiągnięcia Kandydata wypełniają wymagania stawiane w przewodach habilitacyjnych. Uzasadnia to pozytywną ocenę wniosku o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego.