dr hab. inż. Jacek Dziurdź, prof. PW Warszawa, r. Instytut Podstaw Budowy Maszyn Politechnika Warszawska

Transkrypt

1 dr hab. inż. Jacek Dziurdź, prof. PW Warszawa, r. Instytut Podstaw Budowy Maszyn Politechnika Warszawska Recenzja pracy doktorskiej Pana mgr. inż. Piotra Szafrańca pt.: Ocena drgań i hałasu oddziałujących na motocyklistę (promotor: dr hab. inż. Tomasz Figlus, prof. PŚ) Wykonano na zlecenie Dziekana Wydziału Transportu Politechniki Śląskiej 1. Wprowadzenie Rozwój środków transportu jest dobrodziejstwem cywilizacji. Jednak ze względu na stosowane w nich, jeszcze bardzo często, układy napędowe oparte na silnikach spalinowych, są one jednymi z głównych źródeł emisji energii wibroakustycznej do otoczenia. Dodatkowym problemem jest oddziaływanie na osoby poruszające się tymi środkami transportu. Istotnym problemem są skutki zdrowotne tych oddziaływań oraz problemy uciążliwości i związanym z tym bezpieczeństwem ruchu. Od wielu lat prowadzone są prace związane z metodami oceny odziaływań wibroakustycznych różnych maszyn i urządzeń, w tym środków transportu, na otoczenie i organizm człowieka. Tworzone są odpowiednie normy oraz ustalane urzędowo wartości dopuszczalne. Drugim, bardzo ważnym zagadnieniem, związanym z tymi zagrożeniami, jest minimalizacja emisji energii wibroakustycznej ze źródła drgań i hałasu do miejsca oddziaływania. Polega ona na modyfikacji (zwiększania tłumienia) dróg propagacji energii wibroakustycznej oraz, jeżeli jest to możliwe, na zmianach w konstrukcji układów napędowych. Wśród wielu środków transportu drogowego wyróżniają się motocykle. W przeciwieństwie do pojazdów samochodowych, niewielkie są możliwości modyfikacji dróg propagacji energii wibroakustycznej, ograniczające się w zasadzie do bezpośredniej ochrony słuchu, przez odpowiednią budowę kasku oraz ograniczenia drgań przez właściwą konstrukcję zawieszenia oraz siedzenia kierowcy. Ze względów funkcjonalnych są bardzo ograniczone możliwości zmiany elementów układu napędowego.

2 Z tych powodów zagadnienia poruszone w recenzowanej pracy doktorskiej należy traktować jako aktualne i bardzo ważne ze względu na ochronę człowieka (a w szczególności motocyklisty) przed zagrożeniami związanymi z oddziaływaniem energii wibroakustycznej pochodzącej od środków transportu. 2. Ogólne omówienie pracy Przedstawiona do oceny praca doktorska liczy 130 stron, zawiera wykaz najważniejszych oznaczeń, wprowadzenie oraz została podzielona na 7 rozdziałów. Spis literatury zawiera 194 pozycje, a po nim znajdują się załączniki z wynikami przeprowadzonych pomiarów. Podział pracy należy uznać za poprawny, a spis literatury za zdecydowanie wystarczający. Praca zaczyna się wprowadzeniem, w którym Autor uzasadnia potrzebę prowadzenia badań oddziaływań energii wibroakustycznej na motocyklistów i stosowania w tym celu odpowiednich metod oceny. W rozdziale 1 przedstawiono najbardziej istotne zagadnienia związane z drganiami i hałasem w środkach transportu, w tym opis motocykla jako źródła drgań i hałasu, badania motocykli na Stacji Kontroli Pojazdów zgodnie z normami dotyczącymi hałasu oraz wpływ drgań i hałasu na człowieka. Rozdział 2 zawiera analizę i krótki opis prac badawczych, opisanych w literaturze, dotyczących ekspozycji na drgania i hałas w transporcie. W rozdziale 3 zamieszczono podstawowe informacje dotyczące metod pomiarów i analiz ekspozycji na drgania i hałas, gdzie m.in. przedstawiono podział ze względu na miejsce oddziaływania, metody określania ekspozycji i stosowane krzywe korekcyjne. W rozdziale 4 Autor przedstawił krótko cele i tezy pracy. Przyjęte cele pracy oraz tezy można uznać za sformułowane poprawne. Treść następnych rozdziałów związana jest z realizacją przedstawionych celów oraz udowodnieniem tez pracy. W rozdziale 5, który jest najobszerniejszy, zawarto wyniki badań własnych zawierających m.in. przedstawienie metod badawczych, opis badanych pojazdów oraz analizę wyników. Zamieszczono także wyniki badań oceny tłumienia hałasu kilku wybranych kasków motocyklowych o różnej budowie oraz przykład oceny oddziaływań wibroakustycznych na motocyklistę w ruchu rzeczywistym (Pozostałe wyniki zawarto w załącznikach do pracy). Rozdział 6 zawiera omówienie wyników analiz badań własnych, a rozdział 7 podsumowanie i wnioski.

3 Szczególnie wartym podkreślenia jest szeroki zakres badań własnych, przeprowadzonych przez Autora oraz obszerna analiza ich wyników pozwalająca na potwierdzenie tez zawartych w rozdziale 4 pracy. 3. Uwagi krytyczne i zapytania Staranna lektura rozprawy skłania do zgłoszenia kilku uwag, uwzględnienie których mogło by poprawić jakość pracy: Moim zdaniem, za bardzo jest rozbudowana pierwsza część pracy, zawierająca wprowadzenie oraz rozdziały 1, 2 i 3 (prawie 40 stron). Poruszono w niej bardzo ważne zagadnienia związane z pojazdami samochodowymi, ale niektóre z nich nie mają istotnego zastosowania w motocyklach (np. w rozdziale dotyczącym badania ekspozycji na drgania i hałas w transporcie), skrócenie rozprawy o kilka stron nie miałoby istotnego wpływu na jej jakość. Podobna uwaga dotyczy doboru literatury, spis literatury jest za obszerny. W przeprowadzonych badaniach własnych jednym z parametrów jest prędkość obrotowa silnika, ale brakuje informacji dotyczącej liczby cylindrów i liczby suwów pracy potrzebnych do wyznaczenia charakterystycznej częstotliwości związanej z zapłonem. Z wykonywaniem pomiarów związane są zawsze błędy oszacowania zarejestrowanych wartości. W pracy brakuje opisu dotyczącego dokładności wykonywanych pomiarów, szczególnie tych które związane są z normami. W rozdziale dotyczącym podsumowania i wniosków zabrało, moim zdaniem, zaleceń dotyczących ogólnie pojętego bezpieczeństwa motocyklisty, wynikających z przeprowadzonych rozważań. W rozdziale 5 przedstawiono 6 zastrzeżeń patentowych zapisanych w ramach patentu zarejestrowanego dla kilku współautorów, brakuje zaznaczenia tej części patentu, która jest efektem pracy Autora rozprawy doktorskiej. W rozdziale dotyczącym oceny jednoczesnej ekspozycji motocyklisty na drgania i hałas jest odwołanie tylko do jednej pozycji literatury. Przydał by się szerszy opis wyznaczania wartości dopuszczalnych, które służą do wyznaczania wskaźników zagrożenia (szczególnie dotyczy to hałasu).

4 W przeprowadzonych badaniach drogowych zastosowano częstotliwości próbkowania wynoszącą Hz. Czy nie jest to za niska wartość przy analizie oddziaływania dźwięku? Jakie jest użyteczny zakres częstotliwości dla takiej częstotliwości próbkowania? Częściowo nieprecyzyjnie został przedstawiony spis oznaczeń, w szczególności dotyczy to opisanych w normach zmiennych i ich indeksów. Najważniejsze uwagi dotyczące rysunków: na niektórych rysunkach pojawiają się opisy w języku angielskim (np. rysunki 1.2, 1.7, ), na rysunku 2.1 niejasno są przedstawione wielkości fizyczne i ich jednostki oraz podpis pod rysunkiem, rozkłady pasmowe wygodnie przedstawia się za pomocą wykresów słupkowych (np. rysunki ), czytelność rozkładów czasowo-częstotliwościowych na rys można poprawić stosując skalę logarytmiczną dla wartości przyspieszeń drgań i ciśnienia akustycznego. Najważniejsze uwagi dotyczące wzorów: krzywa korekcyjna Wh przedstawiona za pomocą transmitancji operatorowej (wzory ) jest funkcją rzeczywistą, we wzorach jest brak oznaczenia modułów funkcji zespolonych analogicznie jak we wzorach dla krzywej korekcyjnej Wd, warto do wzoru (3.24) dołączyć wzór na równoważny poziom dźwięku A LAeq,Te, we wzorze(5.7) brakuje podzielenia przez 10 wartości równoważnego poziomu ciśnienia akustycznego. Pozostałe uwagi dotyczące drobnych błędów np. literówek przekażę bezpośredni Autorowi rozprawy doktorskiej. Przedstawione uwagi skłaniają do zadania następujących pytań: 1. W pracy nie sprecyzowano celu stosowania krzywych (filtrów) korekcyjnych Wk, Wd, Wh w analizie oddziaływania drgań mechanicznych na organizm człowieka oraz krzywych A i C w analizie oddziaływania dźwięku na słuch. Kiedy w pomiarach wibroakustycznych należy stosować filtry korekcyjne? Jaki ekwiwalentny poziom dźwięku powinien być zastosowany we wzorze (5.1)? 2. Jak wyznacza się wartość częstotliwości zapłonu tłokowego silnika spalinowego? 3. Jakie Autor pracy zaproponowałby zalecenia dotyczące zmniejszenia oddziaływań wibroakustycznych na kierowców motocykli?

5 4. Ocena końcowa Przedstawione uwagi mają głównie znaczenie formalne, mogą być częściowo dyskusyjne, ale nie zmieniają faktu, że Autor wykazał się umiejętnością rozwiązania zadania badawczego mającego znaczenie naukowe i aplikacyjne. Potrafi poprawnie zaplanować i wykonać eksperymenty naukowe oraz przeprowadzić właściwą analizę wyników oraz wykazał się wiedzą z zakresu badanych zjawisk fizycznych oraz obowiązujących norm przedmiotowych i przepisów prawa. Uważam zatem, że recenzowana praca doktorska Pana mgr. inż. Piotra Szafrańca spełnia wymogi Ustawy o Tytule i Stopniach Naukowych dla dyscypliny naukowej transport. Stawia wniosek o dopuszczenie Autora do publicznej obrony pracy doktorskiej.