Zakład Technologii Inteligentnych

Transkrypt

1 Kierownik: Struktura: prof. dr hab. inż. Jan Holnicki-Szulc 1. Pracownia Inżynierii Bezpieczeństwa (prof. dr hab. inż. Jan Holnicki-Szulc) 2. Pracownia Sterowania i Dynamiki Układów (prof. dr hab. inż. Czesław Bajer) 3. Zespół Systemów (dr hab. inż. Mirosław Meissner, prof. IPPT) Pracownicy: 15 naukowych 4 emerytowanych 11 inżynieryjno-technicznych 2 doktorantów Projekty: 7xNCN (2xOPUS, 1xSONATA, 4xPRELUDIUM) 3xNCBiR 3xEU 1xFNP (1xPOIG, 2xLIDER) (1xFP7, 1xESA, 1xmunicypalny Madryt) (1xSKILLS/INTER)

2 Pracownia Inżynierii Bezpieczeństwa Adaptacyjne pneumatyczne absorbery obciążeń udarowych Cel: Pneumatyczne systemy adaptacyjnej dyssypacji energii wykorzystujące trzy rodzaje sterowalnych zaworów: zawór wykorzystujący przeskok bistabilny, zawór powłokowy i płytkowy Metoda: Próby zbiornikowe; badania odpowiedzi układu sterowanego na wymuszenie kinematyczne; badania pirotechnicznych elementów wyzwalających; badania przeskoku elementów bistabilnych; analiza termodynamiczna Wyniki: Minimalizacja oddziaływania dynamicznego układów mechanicznych podczas uderzenia przy wykorzystaniu absorbera pneumatycznego sterowanego płytkowym zaworem piezoelektrycznym; przeprowadzenie analiz numerycznych i podstawowych badań eksperymentalnych dla elementów zaworu bistabilnego i powłokowego Perspektywy: Nowe zastosowania układów bistabilnych (morphing w kontroli przepływu); rozwój techniki eksplodujących drutów; opracowanie metody modelowania termodynamicznego i obliczania parametrów układów pneumatycznych do eliminacji przeciążeń Badania laboratoryjne Badania laboratoryjne Prace koncepcyjne Wyniki symulacji numerycznych Mikułowski G., Wiszowaty R., Holnicki-Szulc J., Smart Materials and Structures 22(12), 2013 P.Pawłowski, M.Ostrowski, C.Graczykowski, High Performance Valves For Adaptive Inflatable Structures with Flow Driven Control, SMART2013, /11

3 Pracownia Inżynierii Bezpieczeństwa Monitorowanie stanu technicznego konstrukcji Cel: (1) Analiza i rozwiązanie zadań z dziedziny SHM (monitorowania stanu technicznego konstrukcji) poprzez sprowadzenie ich do postaci równoważnego zadania identyfikacji obciążeń dynamicznych; (2) Ocena stanu połączeń węzłowych w konstrukcjach szkieletowych Metoda: Metoda dystorsji wirtualnych, aparat równań całkowych, badania doświadczalne Wyniki: Metoda lokalnej analizy podstruktur, jednoczesnej identyfikacji wymuszeń i uszkodzeń, identyfikacja wymuszeń w warunkach ograniczonej informacji oraz przy elastoplastycznej charakterystyce materiałowej; rozwój metody dystorsji wirtualnych; opracowano i oprogramowano algorytm do modelowania i identyfikacji połączeń węzłowych o liniowej charakterystyce Perspektywy: Rozszerzenie na inne modele nieliniowości i nieelastyczności, optymalizacja liczby i rozmieszczenia czujników; zastosowania do identyfikacji i modelowania zjawiska tłumienia; modelowanie i identyfikacja połączeń węzłowych z dwuliniowymi charakterystykami, eksperymentalna weryfikacja metody monitorowania połączeń węzłowych Wymuszenie rzeczywiste i zidentyfikowane Negatywna korelacja kryteriów optymalności rozmieszczenia czujników J.Hou, Ł.Jankowski, J.Ou, Smart Materials and Structures 22, 2013, J.Hou, Ł.Jankowski, J.Ou, Structural and Multidisciplinary Optimization 48(1), 2013, pp Q.Zhang, Ł.Jankowski, Z.Duan, Mathematical Problems in Engineering, 2013, Ł.Jankowski, Dynamic load identification for SHM, IPPT Reports 2/2013, 280 pp. Świercz, Kołakowski, Holnicki-Szulc, Olkowicz, Identification of semi-rigid joints in frame structures, SMART2013, Torino, Italy, Charakterystyki połączeń węzłowych 3/11

4 Pracownia Inżynierii Bezpieczeństwa Modelowanie pól temperatury w konstrukcjach betonowych Cel: Identyfikacja, modelowanie i sterowanie polami temperatury w masywnych konstrukcjach betonowych. Metoda: Problem odwrotny przewodnictwa cieplnego; pomiar temperatury w blokach betonowych (20 kg 2000 kg) Wyniki: Wyznaczono parametry termofizyczne betonu za pomocą rozwiązania problemu odwrotnego; pozytywnie zweryfikowano model stosując pomiary doświadczalne; rozwiązano problem optymalnego chłodzenia masywnych konstrukcji betonowych Perspektywy: Projektowanie systemów łagodzących koncentracje termiczne w masywnych konstrukcjach betonowych w fazie dojrzewania i eksploatacji Temperatura rzeczywista i obliczona Konfiguracja modelu chłodzenia Obliczone naprężenia i spękania w obiekcie rzeczywistym Knor G., Holnicki-Szulc J., Advances in Science and Technology, 83, , 2013 Knor G., Holnicki-Szulc J., Civil Engineering Towards A Better Environment, , /11

5 Pracownia Sterowania i Dynamiki Układów Półaktywne sterowanie układami mechanicznymi Cel: Półaktywne sterowanie układami mechanicznymi Metoda: Analiza falkowa; problemy odwrotne w układach ciągłych i dyskretnych Wyniki: Minimalizacja lub całkowita eliminacja drgań rzeczywistego układu mechanicznego przy wykorzystaniu tłumików z cieczą magnetoreologiczną lub innych materiałów nieklasycznych Perspektywy: rozszerzenie na alternatywne metody sterowania i inne elementy tłumiące drgania, zastosowanie do innego rodzaju układów mechanicznych Układy laboratoryjne Przykładowy wynik doświadczalny Wynik symulacji numerycznych Porównanie Pręgowska A., Konowrocki R., Szolc T., Journal Of Theoretical and Applied Mechanics, 2013 Dyniewicz B., Pręgowska A., Bajer C. I., Mechanical Systems and Signal Processing, /11

6 Pracownia Sterowania i Dynamiki Układów Modelowanie i analiza sprzężeń elektromechanicznych Cel: Modelowanie i dynamiczna analiza sprzężeń elektromechanicznych Metoda: Analiza modalna; analiza stateczności Wyniki: Analiza oddziaływania silnika asynchronicznego z mechanicznym układem napędu maszyny Perspektywy: Rozszerzenie analizy na silniki synchroniczne i skokowe; zastosowanie do precyzyjnych napędów maszyn i urządzeń dużych i małych mocy ujemne tłumienie Układ napędowy młyna węglowego Przykładowy wynik doświadczalny Wynik symulacji numerycznych Charakterystyki: elektromagnetycznej sztywności i współczynnika tłumienia silnika asynchronicznego Szolc T., Konowrocki R., Michajłow M., Pręgowska A., Mechanical Systems and Signal Processing, /11

7 Pracownia Sterowania i Dynamiki Układów Analiza i modelowanie drgań wywołanych ruchomymi obciążeniami Cel: Analiza i modelowanie drgań wywołanych oddziaływaniem ruchomych obciążeń (pojazd szynowy dużych prędkości) Metoda: Dynamika układów wieloczłonowych, metoda elementów skończonych, badania doświadczalne Wyniki: Zmniejszenie amplitudy drgań podtorza przez zastosowanie ciężkich podkładów i podwójnego systemu zamocowania szyny Perspektywy: Badania wpływu zmiany geometrii ułożenia podkładów, zastosowania w infrastrukturze pociągów dużych prędkości Stanowisko badawcze (Politechnika Krakowska) Badane konstrukcje torowiska Model teoretyczny pojazd-tor Wyniki badań teoretycznych R. Bogacz, W. Czyczuła, R. Konowrocki, Effect of periodicity of railway track on wheelset-track dynamics, Archive of Applied Mechanics, 2014 R. Bogacz, R. Konowrocki. Influence of sleepers shape and configuration on track-train dynamics. Shock and Vibration, /11

8 L (db) L (db) Zakład Technologii Zespół Systemów Analiza i kształtowanie pola akustycznego w przestrzeniach ograniczonych Cel: Opis teoretyczny pola akustycznego w obszarach ograniczonych; kształtowanie charakterystyk przejściowych pomieszczeń; aktywna kontrola pola akustycznego wewnątrz pomieszczeń Metoda: Modelowanie teoretyczne metoda modów własnych dla układów o słabym sprzężeniu międzymodalnym; symulacje komputerowe metoda wymuszenia harmonicznego, metoda różnic skończonych, numeryczne rozwiązanie równania falowego dla układów o złożonej geometrii Wyniki: Wyznaczono składową aktywną i reaktywną pola wektora natężenia dźwięku; wykazano, że w każdej przestrzeni ograniczonej występuje wirowy przepływ energii akustycznej; wyznaczono odpowiedź impulsową dla układów o słabym sprzężeniu międzymodalnym Perspektywy: Rozszerzenie opisu teoretycznego do układów o silnym sprzężeniu międzymodalnym; wykorzystanie dyskretnej transformaty Hilberta do wyznaczania krzywych zaniku; ewaluacja parametrów pogłosowych metodą wstecznego całkowania odpowiedzi impulsowej; Zastosowania adaptacyjne kształtowanie rozkładu pola akustycznego w pomieszczeniach sprzężonych, modelowanie charakterystyk pogłosowych pomieszczeń długich (tunele i stacje metra), tworzenie pomieszczeń inteligentnych o zmiennych parametrach pogłosowych i dynamicznie korygowanym rozkładzie przestrzennym (sprzężone komory pogłosowe ze zmienną aperturą, synteza pola akustycznego) I ( xy, ) I( xy, ) I( xy, ) Aktywne natężenie dźwięku i jego rotacja w pomieszczeniach sprzężonych M. Meissner, Applied Acoustics, 74(5) M. Meissner, Acta Acustica united with Acustica, 99(5), 2013 t (s) t (s) M. Meissner, Archives of Acoustics, 38(1), 2013 Krzywe zaniku dźwięku w warunkach bez szumu i z silnym szumem wewnętrznym 8/11

9 PIB / Zespół Systemów Wibroakustyka adaptacyjna Cel: (1) Badania mikrostruktury oraz pochłaniania dźwięku nowej ceramiki porowatej; (2) Opracowanie, implementacja i badania nowych metod aktywnej redukcji transmisji wibroakustycznej Metoda: Modelowanie wieloskalowe, analiza modalna, pomiary (komora bezechowa, rura impedancyjna) Wyniki: (1) Zbadano pochłanianie dźwięku przez ceramikę Al2O3 o różnej porowatości i mikrostrukturze znajdując znakomite własności w przypadku porowatości 90% i 88%; (2) Uzyskano znaczny poziom redukcji hałasu strukturalnego, sięgający ponad 10 db Perspektywy: (1) Modelowanie mikrostrukturalne ceramiki porowatej oraz identyfikacja odwrotna parametrów. (2) Rozwój opracowanych rozwiązań w kierunku bardziej złożonych struktur i układów Ceramika korundowa o wysokiej porowatości otwartej: mikrostruktura, próbka do badań materiałowych oraz wyniki pochłaniania dźwięku Zieliński T.G., Potoczek M., Śliwa R.E., Nowak Ł.J., Archives of Acoustics, 38(4), Nowak Ł.J., Zieliński T.G., Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control, 32(4), Skonstruowany aktywny system redukcji transmisji wibroakustycznej 9/11

10 Zespół Systemów Zastosowanie nowoczesnych narzędzi informatycznych w robotyce i transporcie Cel: Uzyskanie postępu w dziedzinie robotyki mobilnej w dziedzinie lokalizacji, tworzenia map otoczenia i procesie planowania działań. Modelowanie w robotyce i transporcie z wykorzystaniem podejścia wieloagentowego. Metoda: Rozwój oprogramowania sterującego; implementacja algorytmów rozpoznających znaczniki z obrazu wizyjnego; testy systemu automatycznej budowany mapy otoczenia; rozbudowa oprogramowania symulującego Wyniki: Uzyskano funkcjonalność platformy RoMEG umożliwiającą testowanie planerów działań w rzeczywistym środowisku. Wespół z WAT przeprowadzono testy polowe systemu tworzenia mapy środowiska zamontowanego na bezzałogowym pojeździe Perspektywy: kontynuacja badań z naciskiem na tematykę związaną z uzyskanym projektem NCN: Modelowanie współpracy agentów z wykorzystaniem logiki wielowartościowej i równoległego przetwarzania informacji (Program Opus ; czas trwania: 36 miesięcy, do ; całkowita wartość: zł; liczba wykonawców: 13). Głównym celem jest budowa i rzeczywiste testowanie modelu planowania, który w nowatorski sposób integruje niezależne dotąd gałęzie informatyki i robotyki Roboty przeznaczone do eksperymentalnej weryfikacji wyników teoretycznych projektu NCN System automatycznej budowy mapy zamontowany na bezzałogowym pojeździe należącym do WAT A. Typiak, M. Gnatowski, J. Szklarski. Create Terrain Maps for Unmanned Ground Platform, Solid State Phenomena Vol. 210 pp.32-39, 2013 [10pkt] J. Szklarski, R. Arlt, Nonlinear simulations explaining Ap star magnetic fields by instability remnants. Astronomy & Astrophysics, A550, A94, 2013 [35pkt] 10/11

11 11/11 Zakład Technologii Tematyka 1. Monitorowanie stanu technicznego konstrukcji a) Monitorowanie połączeń węzłowych b) Identyfikacja obciążeń dynamicznych c) Proces dojrzewania betonu 2. Sterowanie półaktywne a) W warunkach standardowej eksploatacji b) W warunkach obciążeń udarowych 3. Wibroakustyka a) Wibroakustyka adaptacyjna b) Własności wibroakustyczne i mikrostruktura ceramiki porowatej 4. Systemy wieloagentowe w robotyce