Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of industrial enterprise innovation in the era of Industry 4.0

Pacana Andrzej, Czerwińska Karolina

Zeszyty Naukowe Politechniki Morskiej w Szczecinie

|

2025

|

nr 83 (155)

63--72

EN

Today, innovation is an important factor in socioeconomic development. Based on advanced engineering and manufacturing technologies, Industry 4.0 has a significant impact on technological innovation and offers valuable opportunities. Innovation activities allow companies to achieve many benefits in the short term, such as the introduction of new products to the market, the implication of new production technologies and, in the long term, the expansion of the market, meeting the exorbitant demands of customers, increasing productivity, and reducing costs, wastage, and production time. This study focuses on the issue of enterprise innovation and, in particular, on the innovative activities of industrial enterprises. This study aims to analyze the innovative activities of industrial enterprises and to identify the conditions that are conducive to undertaking pro-innovative activities. This study presents the theoretical basis for enterprise innovativeness. Secondary data relating to the issue of innovation in the industrial area were collected and analyzed. The activities undertaken made it possible to assess the current level of innovativeness, identify trends, and propose solutions that could support and increase the intensity of innovative activities. The results of this research can be used as a starting point for further deliberations on the creation of conditions supporting an increase in the innovativeness of Polish enterprises.

2

Changes in the overdrive signal of the electric motor of Trimble's EZ-Pilot parallel driving system

Zagórda Mirosław, Kiełbasa Paweł, Akinsunmade Akinniyi, Findura Pavol

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 1

232--235

EN

Tests on changes in the overdrive signal of the electric motor of the parallel driving system were carried out for 3 modes of parallel driving. Measurements were carried out when driving automatically in straight lines, curves and making turns. A set consisting of a Trimble CFX-750 navigation panel together with the EZ-Pilot automatic driving system and a DCM-300 modem for receiving the RTK correction (RTN) transmitted over the GPRS network were used as additional devices mounted on the tractor and performing the function of automatic driving on parallel lines. The tests carried out showed that the smallest operating times of the system's motor on the same measurement sections occurred when driving on straight lines at a speed of 10 km h-1. In many cases, the terrain and uneven surface on the first drive contributed to an increase in the operating time of the motor, and thus increased the load on the electrical system.

PL

Badanie zmian sygnału przesterowania silnika elektrycznego układu jazdy równoległej przeprowadzono dla 3 trybów jazdy równoległej. Pomiary przeprowadzono podczas jazdy automatycznej po liniach prostych, łukach i wykonywaniu zakrętów. Zestaw składający się z panelu nawigacyjnego Trimble CFX-750 wraz z systemem automatycznej jazdy EZ-Pilot oraz modemu DCM-300 do odbioru poprawki RTK (RTN) transmitowanej siecią GPRS wykorzystano jako dodatkowe urządzenia montowane na ciągniku i realizujące funkcja automatycznej jazdy po liniach równoległych. Przeprowadzone badania wykazały, że najmniejsze czasy pracy silnika układu na tych samych odcinkach pomiarowych wystąpiły podczas jazdy po liniach prostych z prędkością 10 km h-1. W wielu przypadkach ukształtowanie terenu i nierówna nawierzchnia na pierwszym jeździe przyczyniły się do wydłużenia czasu pracy silnika, a tym samym do zwiększenia obciążenia instalacji elektrycznej.

3

System numeracji rysunków dokumentacji konstrukcyjnej w przedsiębiorstwie innowacyjnym

Podgórzak Podgórzak, Zielenkiewicz Mariusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2025

|

R. 54, z. 172

77--98

PL

W pracy przeanalizowano aspekty doboru systemu numeracji rysunków dokumentacji konstrukcyjnej pod kątem jego wad i zalet w zastosowaniu w jednostce naukowo-badawczej traktowanej jako przedsiębiorstwo innowacyjne. Przedstawiono krok po kroku proces tworzenia przykładowych systemów numeracji w celu zilustrowania i uwypuklenia problemów, które każdy z nich generuje.

EN

The paper studies some advantages and disadvantages of numbering systems for design documentation drawings to select one to be applied in a science-research unit treated as an innovative enterprise. Successive steps are presented for creation of exemplary numbering systems to illustrate and stress the problems they can generate.

4

Theoretical and Experimental Analysis of the Air Filtration Process in a Two-Stage Filter of a Special Purpose Vehicle

Dziubak Tadeusz, Polak Filip, Matijošius Jonas, Kilikevičius Artūras

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2025

|

Vol. 16, Nr 3 (61)

9--38

EN

Two-stage (multi-cyclone-pore-partition) air filters are what protects a vehicle's engine from sucking in mineral dust particles that cause an accelerated wear of internal components. Information on the air filtration process taking place in a two- stage system (multicyclone-baffle filter) of a vehicle's internal combustion engine is not provided often in the available literature. The purpose of this study was to experimentally evaluate paper filters operating directly behind and without a multicyclone system. An original methodology was used, consisting in testing a single cyclone and a paper filter with a suitably sized surface area. While testing the assembly (cyclone-paper filter test), parameters corresponding to those under which two-stage air filters actually operate were maintained, including filtration speed in the paper filter, dust concentration in the air and the cyclone’s inlet velocity. Filtration efficiency and accuracy, as well as pressure drop value were among the parameters determined as a function of dust mass delivered to the unit (cyclone-paper filter) or directly to the filter. The study showed that a paper filter operating downstream from a cyclone operates four times longer before reaching the permissible pressure drop value. During the initial (short) filtration period, separation efficiency values obtained were much lower ( w0 = 93.3% without and wc0 = 53.6% with the cyclone, respectively) than the required threshold of 99.5%. The air behind the paper filter contained dust grains with a size of 35-40 μm, compared to the required parameter of 2-5 μm. Further operation of the filter is characterized by a high separation efficiency of 99.9%, a high accuracy dpmax of 2-5 μm and a continuously increasing pressure drop, with the said drop being more intense in the filter without the cyclone system.

PL

Urządzeniem zabezpieczającym silnik napędowy pojazdu przed zasysaniem cząstek pyłu mineralnego i przyspieszonym zużyciem elementów są dwustopniowe (multicyklon-przegroda) filtry powietrza. W literaturze brak jest informacji dotyczących opisu procesu filtracji powietrza w systemie dwustopniowym (multicyklon-przegroda porowata). Celem pracy była eksperymentalna ocena filtrów papierowych pracujących bezpośrednio za multicyklonem i bez multicyklonu. Zastosowano oryginalną metodykę badań polegającą na badaniu pojedynczego cyklonu i filtru papierowego o odpowiednio dobranej powierzchni. Podczas badań zespołu (cyklon-papierowy filtr badawczy) zachowano warunki odpowiadające rzeczywistym warunkom pracy dwustopniowego filtru powietrza, a w tym prędkość filtracji w filtrze papierowym, stężenie pyłu w powietrzu oraz prędkość wlotową cyklonu. Wyznaczono w funkcji masy pyłu dostarczonej do zespołu (cyklon-filtr papierowy) lub bezpośrednio do filtru charakterystyki skuteczności, dokładności filtracji i oporów przepływu. Badania wykazały, że filtr papierowy pracujący za cyklonem uzyskuje czterokrotnie dłuższy czas pracy limitowany osiągnięciem dopuszczalnej wartości oporu przepływu. W początkowym (krótkim) okresie filtracji skuteczność filtracji uzyskiwała znacznie mniejsze wartości: odpowiednio w0 = 93.3% bez cyklonu i wc0 = 53.6% z cyklonem, niż wymagana wartość 99.5%. W powietrzu za filtrem papierowym znajdowały się ziarna pyłu o rozmiarach 35-40 μm przy wymaganych 2-5 μm. Dalsza praca filtru charakteryzuje się wysoką skutecznością filtracji 99.9%, dużą dokładnością dpmax na poziomie 2-5 μm i ciągle rosnącymi oporami przepływu z większą intensywnością dla filtru bez cyklonu

5

Analysis of the Bearing Stress Caused by the Impact of Mechanical Fasteners on Quasi-Isotropic CFRP Composite

Arkuszyńska Angelika, Godzimirski Jan, Rośkowicz Marek

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2025

|

Vol. 16, Nr 2 (60)

45--64

EN

This research aimed to determine the bearing strength of quasi-isotropic composites, considering their application in aircraft airframe repairs, and to investigate the influence of joint geometry on this strength. The research focused on a CFRP composite produced from a carbon prepreg. Specimens cut from the composite underwent static tensile testing to determine their tensile strength and modulus of elasticity. The effect of drilling a hole for a mechanical fastener on the composite material’s strength was examined. The influence of the hole’s distance from the specimen edge on the bearing stress and the maximum failure loads was investigated. The surface bearing stress in the composite under bolt load was determined, and tomographic tests were performed. Experimental studies were supplemented by numerical analysis, yielding stress distributions within the composite under fastener load. It was demonstrated that the failure load increases as the hole’s distance from the specimen edge increases. Furthermore, the reduction in composite material strength due to drilling was estimated at approximately 30%. The results highlight the importance of considering this strength reduction and maintaining appropriate rivet or bolt joint dimensions during the design of mechanical joints in composites.

PL

Celem badań było określenie wytrzymałości na naciski kompozytów quasi-izotropowych w aspekcie wykorzystania ich w naprawach płatowców statków powietrznych oraz wpływu geometrii połączeń na tę wytrzymałość. Obiektem badań był kompozyt CFRP wyprodukowany na bazie prepregu węglowego. Próbki wycięte z kompozytu poddano statycznej próbie rozciągania, co umożliwiło wyznaczenie wytrzymałości na rozciąganie oraz modułu sprężystości podłużnej. Zbadano wpływ wykonania otworu pod łącznik mechaniczny na wytrzymałość materiału kompozytowego. Sprawdzono wpływ odległości otworu od krawędzi próbki na wartość nacisków oraz maksymalnych sił niszczących kompozyt. Określono wartość nacisków powierzchniowych w kompozycie obciążonym sworzniem z siłą oraz przeprowadzono badanie tomograficzne, celem określenia uszkodzeń wywołanych wskutek ich oddziaływania. Uzupełnienie badań eksperymentalnych stanowiła analiza numeryczna, której rezultatem były rozkłady naprężeń w kompozycie obciążonym łącznikiem mechanicznym. Udowodniono, iż wraz ze wzrostem odległości otworu od krawędzi próbki, wzrasta wartość siły niszczącej. Natomiast spadek wytrzymałości materiału kompozytowego wskutek wywiercenia otworu oszacowano na 30%. Uzyskane wyniki świadczą o tym, że istotne w procesie projektowania połączeń mechanicznych kompozytów jest uwzględnienie spadku wytrzymałości materiału wskutek wykonania otworu oraz zachowanie odpowiednich wymiarów węzła nitowego lub śrubowego.

6

An Off-Road Electric Skateboard

Kędziorski Przemysław, Miąskowski Wojciech, Moczulak Bartosz

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2025

|

Vol. 16, Nr 1 (59)

65--80

EN

This article presents the results of work on the design and construction of a personal transportation device that meets the needs of hobbyists and DIYers and constitutes an environmentally-friendly approach to innovative means of transportation. The study covers development of the design, construction of the prototype and testing of an electric off-road skateboard capable of dynamically moving in various terrain conditions. By creating a proper SolidWorks 3D model, it was possible to perform Finite Element Method (FEM) calculations and to conduct an analysis required to introduce appropriate corrections to the model before building a physical device. The work focused on the ability to design a deck and a drive system without using any advanced tools. The prototyping phase involved designing, constructing and testing a private transportation device. The prototype skateboard allowed to collect the necessary data through field testing, in order to confirm whether the approach adopted was correct.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki prac nad projektem i budową indywidualnego środka transportu osobistego spełniającego oczekiwania hobbystów i majsterkowiczów oraz ekologicznego spojrzenia na innowacyjne środki transportu. Praca obejmuje opracowanie projektu, wykonanie prototypu oraz przetestowanie deskorolki terenowej z napędem elektrycznym która zapewnia dynamiczną jazdę w zróżnicowanych warunkach terenowych. Przygotowanie odpowiedniego modelu 3D w programie SolidWorks dostarczyło możliwość obliczeń oraz analizy Metodą Elementów Skończonych (MES) co pozwoliło dokonać odpowiednich poprawek modelu przed budową fizycznego obiektu. W pracy skupiono się na możliwości wykonania blatu deskorolki oraz układu jezdnego bez wykorzystania zaawansowanych narzędzi. Faza budowy prototypu zakłada opracowanie wg projektu pojazdu transportu osobistego, a następnie jego wykonanie i przetestowanie. Wykonany prototyp deskorolki pozwolił zebrać odpowiednie informacje poprzez testy w terenie, potwierdzając słuszność podejścia do tematu.

7

Effect of matrix modification of sandwich composite on selected strength propertises

Masiewicz Joanna, Przybyłek Paweł, Szczepaniak Robert, Kostrzewa Marcin

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 9

203--213

EN

Improvements in materials and the availability of apparatus enabling mechanical, strength, thermal testing of sandwich structures, including fatigue tests, allow for a dynamic development of research work confirming the effectiveness of the use of structural composites as energy-intensive structures. This paper presents the results of selected strength tests of a layered epoxy-glass composite with a polyurethane-modified matrix and a porous core. The conducted experimental studies were proposed as a basis for the creation of a test procedure for comprehensive strength and mechanical characterisation of the composite. Obtaining a layered material with a modified matrix is a formative factor for impact energy absorption properties. The quantitative and qualitative effects of material selection and matrix modification on impact properties were characterised, and an analysis of composite damage and component interaction under loads occurring during the proposed experimental tests was carried out.

8

Model supporting the design and improvement of products in their life cycle considering sustainable development criteria

Siwiec Dominika, Pacana Andrzej

Zeszyty Naukowe Politechniki Morskiej w Szczecinie

|

2024

|

nr 79 (151)

5--13

EN

A market economy requires continuous improvement of products. The classic case is striving to meet customer expectations, i.e., ensuring product quality. However, in terms of sustainable development, it is also necessary to take actions that contribute to the protection of the natural environment and ensure a positive social impact. It is still a challenge. Therefore, the aim of the article is to develop a model for product improvement by considering the criteria of quality, environment, and social impact. The developed model is an original decision indicator, according to which prototypes of modified products are ranked according to their fulfillment of (i) expected quality, (ii) low environmental impact in the life cycle (LCA), and (iii) social responsibility. Based on the results of the model and the proposed decision indicator, it is possible to determine the direction of improvement of any product by assessing prototypes (product variants) in terms of their sustainable development. The model test is carried out for photovoltaic (PV) panels, popular in recent years, verified according to six prototypes and 15 sustainability criteria regarding their quality, environmental impact, and social responsibility. The test confirmed its effectiveness in the case of photovoltaic panels, but the proposed model can be successfully used to design or improve other products. This is supported by a developed original decision indicator supporting the making of multicriteria quality, environmental, and social decisions at the stage of designing new products or improving existing products.

9

Framework of QLCA model considering quality and life cycle assessment to sustainable product development

Gajdzik Bożena, Siwiec Dominika, Pacana Andrzej

Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

|

2024

|

z. 203

49--66

EN

Purpose: The aim of the article was to develop a QLCA framework model dedicated to the design and improvement of products, taking into account their quality (Q) and environmental impact in the life cycle (LCA). Design/methodology/approach: A review of the literature on the subject was conducted on studies from the Web of Science database. The thematic scope included the design and improvement of products, taking into account quality and environmental impact during the life cycle (LCA). Bibliometric and frequency techniques were used, including keyword analysis and citation of studies. Based on conclusions from the literature, approaches and methods for quality improvement, as well as the LCA methodology presented in the ISO 14040 standard, a QLCA framework model was developed. The model supports the prospective assessment of the quality and life cycle of the product and its prototypes in terms of sustainable development. Findings: It has been shown that there are no solutions that present the links between product life cycle assessment and product quality assessment, including preparing these assessments for product prototypes at the design and prototyping stage. Research limitations/implications: A QLCA framework model is presented, the proper form of which will be provided by future research. The framework conditions of the QLCA model were improved and expanded in order to find the most advantageous approach to achieving the highest quality product quality with the lowest possible negative environmental impact of this product in LCA in terms of its sustainable development. Practical implications: The QLCA framework model is the result of conceptual generalisation, and its assumptions were prepared for designers and R&D departments. The assumptions of the QLCA methodology can be used by management staff to make decisions about product improvement at the prototyping stage. Originality/value: A novelty is the QLCA framework model, which presents an original approach to product improvement at the prototyping stage, taking into account customer expectations regarding their quality and at the same time assessing the life cycle of these prototypes.

10

Exploring worker evaluation practices in mechanical engineering enterprises: a cross-sectional study

Furmannová Beáta, Zuzik Ján, Dulina Luboslav, Gašo Martin, Biňasová Vladimíra

Zarządzanie Przedsiębiorstwem

|

2024

|

Vol. 27, nr 1

2--7

EN

This study examines three hypotheses regarding motivation and remuneration within organizations. A questionnaire survey investigates whether over 50% of companies have an internal reward system, if more than half of employees are dissatisfied with their salary, and if a majority of individuals perceive their compensation as unjust. Findings confirm these hypotheses, emphasizing the importance of understanding internal remuneration systems in evaluating employee motivation and satisfaction. The research underscores the need for organizations to ensure equitable compensation practices and highlights the significance of employees comprehending financial evaluation criteria for enhancing performance and skills development. It also emphasizes the importance of periodic evaluation and updating motivation and reward systems to improve benefits and mitigate drawbacks. Overall, this study contributes to the discourse on employee motivation and remuneration, offering insights into organizational practices to enhance employee engagement and satisfaction.

11

Comparative assessment of magnesium, copper, and zinc addition to aluminium waste casting for improving ship material behaviour

Kiryanto K., Tuswan T., Samuel S., Firdhaus A., Ergana D., Nadiyas Juneva T., Virman Firdaus L.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2024

|

Vol. 18 No. 2

401--408

EN

The aluminium industry for ship materials produces waste material that can pollute the environment. To protect the environment from material pollution, the aluminium waste recycling process can be used to develop ship material. This study aims to analyze the physical and mechanical characteristics of aluminium with magnesium, copper, and zinc addition. Several tests, such as chemical composition, tensile, and impact tests, will be conducted to ascertain the mechanical properties of aluminium alloy. Adding alloy material in the range of 0-10% resulted in various alloy element compositions. It can be analyzed that the aluminium contents decreased with the increase of alloy elements. The highest rise in alloy elements can be found in the addition of magnesium than in copper and zinc addition. Moreover, the mechanical tests showed that aluminium casting with magnesium, copper, and zinc additions influenced the mechanical properties of the aluminium alloy. It can be found that tensile strength and modulus of elasticity values improved with the increase of alloy addition. The addition of magnesium has better tensile properties than the addition of copper and zinc. In contrast, the impact resistance decreased with the addition of magnesium, making the alloy more brittle.

12

Projectile seating depth influence on a small arms cartridge performance

Piasta Krzysztof, Michalski Jakub, Fikus Bartosz, Kupidura Przemysław

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2024

|

nr 2

11--17

EN

In the world of small-arms ammunition, precision reigns supreme. The most significant feature of ammunition for shooters is undoubtedly the repeatability from one shot to the next. This study explores the detailed assembly process of small arms cartridges, leveraging modern machinery and innovative designs employed by cartridge manufacturers. It emphasizes how these tools ensure the fundamental repeatability and precision necessary for the quality of each batch of rounds. Establishing standards for the highest possible quality requires assessing the impact of imprecise cartridge assembly on ballistic performance. Utilizing a free-flight ballistic tunnel, a high-speed camera, light- and target-screen systems, the authors analyzed the effects of varying projectile seating depths thus affecting cartridge overall lengths (COAL) and cartridge base to ogive distance (CBTO) on the initial velocity and shot dispersion at 50 meters. The study was conducted for two types of projectiles, differing in their ogive profiles: secant and tangent ogive. The performance differences between these profiles provided valuable insights for future projectile designs, highlighting that low-drag projectiles are slightly more sensitive to the seating depth than tangent profile bullets, and the importance of it should be considered in mass, military production as well. It is a valuable resource for analyzing the trade-off between producing bullets with a low drag coefficient and ensuring high precision. The research enhances the understanding of internal and external ballistics but most importantly draws attention to the importance of the standards of assembly processes to ensure optimal performance and safety in the field.

PL

Zapewnienie powtarzalności między kolejnymi strzałami jest niewątpliwie najistotniejszą cechą nabojów dla każdego strzelca. Autorzy poddali analizie proces montażu nabojów do broni strzeleckiej, wykorzystujący nowoczesne maszyny i innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne stosowane przez światowych producentów amunicji. Biorąc pod uwagę jakość wykonanej amunicji, te narzędzia są wykorzystywane do zapewnienia jak największej dokładności i powtarzalności, które są fundamentalne w kwestii kontroli jakości partii nabojów. W celu wypracowania odpowiedniego standardu zapewniającego wymaganą jakość amunicji, istotne jest oszacowanie wpływu nieprecyzyjnego montażu nabojów na ich charakterystyki balistyczne. Przeprowadzając badania w tunelu balistycznym z wykorzystaniem kamery szybkiej oraz bramek prędkościowych i współrzędnościowych, przeanalizowano wpływ zmiennej głębokości osadzenia pocisku, a więc również całkowitej długości nabojów (COAL) oraz odległości od dna łuski do części ostrołukowej (CBTO) na prędkość wylotową rozrzut pocisków na odległości 50 metrów. Analizy przeprowadzono dla różnych typów pocisków, różniących się kształtem części ostrołukowej. Wpływ różnic w ich konstrukcji na charakterystyki balistyczne jest istotny pod względem przyszłościowych nabojów, ponieważ pociski o mniejszym współczynniku oporu czołowego - większym promieniu profilu części ostrołukowej, są wrażliwsze na głębokość osadzenia, niż pociski o profilu ostrołuku stycznym do części cylindrycznej, które charakteryzują się większym współczynnikiem oporu czołowego. Analizowane różnice okazują się istotne również w masowej produkcji amunicji wojskowej. Wyniki stanowią cenne źródło informacji w poszukiwaniu kompromisu między produkcją pocisków o niskim współczynniku oporu aerodynamicznego, a zapewnieniem wysokiej precyzji. Praca pogłębia zrozumienie balistyki wewnętrznej i zewnętrznej, ale przede wszystkim zwraca uwagę na znaczenie jakości procesu montażu amunicji w kwestii zapewnienia optymalnej skuteczności zastosowania i bezpieczeństwa na polu walki.

13

Concept and preliminary calculations of an optionally piloted research platform

Zenowicz Paulina, Zenowicz Kamil, Skarka Wojciech

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2024

|

Vol. 27

5--18

EN

Along with the technological progress, unmanned aerial vehicles have found application not only in a military, but also in civil applications. The article presents Concept and preliminary calculations of an optionally piloted research platform. A literature review revealed a small number of existing aircraft of similar design. The analysis began with basic analytical calculations for airplanes, and more specifically their wings. The initial concept of the external shape of the designed aircraft was determined, and then the initial optimization of the structure was carried out on the basis of mathematical and computer analysis. Another goal of the research will be the construction of a demonstrator and its analysis.

14

Analysis of companies’ approach to sustainable products development: quality, environment, society, cost

Siwiec Dominika, Pacana Andrzej

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2024

|

Vol. 6, iss. 1

79--88

EN

Sustainable product development is becoming essential to meet market, but also climate challenges. However, this is problematic mainly because of the need to make many complex decisions at the early stages of product development. Due to limited research in this area, the aim was to analyse the approach of companies to sustainable development when designing new products and improving products already on the market. This approach was considered according to the key aspects of sustainable product development, i.e.: quality (customer satisfaction with use), environment (impact in the life cycle), society (changes in the social environment) and cost. Pilot studies were conducted among manufacturing companies. These were surveys with a Likert scale, in which the following were verified: i) the frequency of actions taken regarding verified aspects, and ii) the degree to which these aspects were taken into account during product development. It was shown, for example, that the most frequently undertaken actions are those related to product costs, then quality, and slightly less often, environment and society. A similar phenomenon was observed in the case of the degree to which these aspects were taken into account in product development activities, which was additionally confirmed by the results of statistical analysis according to the sign test in the STATISTICA program. The results of the pilot studies confirmed the validity of conducting in-depth fundamental studies to determine clear rules and relationships that condition the consideration of key aspects within the framework of sustainable product development.

15

The Effect of Sub-Zero Temperature and High Strain Rate on Mechanical Strength of 9/7 ‘Oak’ Gun Propellant

Modrzejewski Patryk, Janiszewski Jacek

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 4 (58)

65--76

EN

The article presents the results of compressive strength testing of samples made from 9/7 ‘Oak’ (”Dąb” in Polish) gun propellant under various mechanical and thermal load conditions. The strength tests were conducted in accordance with the split- Hopkinson pressure bar (SHPB) method. The findings indicate that the mechanical behaviour of the tested gun propellant resembles that of some thermoplastic polymers. As the strain rate increases, 9/7 propellant becomes stiffer, and its compressive strength increases, but it maintains good plastic properties, i.e., material samples do not crack under dynamic load. This demonstrates, on one hand, the high sensitivity of the gun propellant to strain, and on the other, its strong resistance to brittle fracture under shock loading conditions. However, it was found that the combined effect of strain rate and lowered temperature (-50°C) leads to increased brittleness of the propellant and fracture of the samples.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych na ściskanie próbek z prochu 9/7 „Dąb” w różnych warunkach obciążenia mechanicznego i temperaturowego. Testy wytrzymałościowe wykonano zgodnie z metodyką techniki dzielonego pręta Hopkinsona (SHPB). Na podstawie wyników przeprowadzonych badań stwierdzono, że zachowanie mechaniczne badanego prochu jest zbliżone do zachowania się niektórych polimerów termoplastycznych. Proch 9/7 wraz ze wzrostem szybkości odkształcenia staje się bardziej sztywny, rośnie jego wytrzymałość na ściskanie, a jednocześnie zachowuje dobre właściwości plastyczne, tj. próbki nie pękają pod wpływem dynamicznego obciążenia. Świadczy to, z jednej strony, o dużej wrażliwości prochu na szybkość odkształcenia, zaś z drugiej, o dużej odporności na kruche pękanie w warunkach udarowego obciążenia. Stwierdzono jednakże, że połączony wpływ szybkości odkształcenia i obniżonej temperatury (- 50 °C) prowadzi do zwiększenia kruchości prochu i pękania próbek.

16

Technological and Mechanical Studies on Additively Manufactured Cellular Structures Made of the Ultrafuse 316L Composite Filament

Cieplak Kamil, Płatek Paweł

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 3 (57)

47--62

EN

Regular cellular materials produced using additive manufacturing (AM) techniques represent a significant development trend in modern engineering materials. Depending on the applied elementary unit cell of topology, it is possible to define the course of the structure deformation process in order to obtain the highest possible energy absorption effectiveness. This feature makes regular cellular structural materials particularly attractive for a number of industrial branches. This paper presents the results of technological trials and the results of experimental studies on the mechanical properties of regular cellular structures made using 3D printing technology under compression test loading conditions. The material used for their production was the Ultrafuse 316L filament and the fused filament fabrication (FFF) technique. The proposed material is a polymer-metal composite with a manufacturing process similar to metal injection moulding (MIM). The adopted research methodology included a feasibility study aimed at achieving material homogeneity and compression tests of the developed and manufactured regular cellular structures under quasi-static loading conditions. Several structural topologies were analysed. Experimental results indicated that regular cellular structures made from 316L steel exhibit high mechanical strength and extensive plastic deformation capabilities. The utilized in this work manufacturing technology used combines the advantages of 3D printing process with the potential of powder metallurgy. The proposed technique of structure manufacturing process is much cheaper than other based on melting metallic powders.

PL

Materiały komórkowe wytwarzane za pomocą przyrostowych technik wytwórczych, stanowią jeden z interesujących trendów rozwojowych w zakresie nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych. W zależności od przyjętej topologii (geometrii) komórki elementarnej, istnieje możliwość programowania przebiegu procesu deformacji struktury, celem uzyskania jak najwyższego wskaźnika energochłonności. Wymieniona cecha czyni regularne materiały komórkowe szczególnie atrakcyjnymi dla różnych dziedzin przemysłu. Głównym celem niniejszej pracy jest przedstawienie wyników badań technologicznych oraz rezultatów badań właściwości mechanicznych regularnych struktur komórkowych wykonanych za pomocą techniki druku 3D. Do ich produkcji wykorzystano materiał w postaci filamentu Ultrafuse 316L oraz technikę FFF (ang. Fused Filament Fabrication). Zaproponowany materiał stanowi kompozyt polimerowo-metaliczny. Proces wytwarzania niniejszego materiału jest zbliżony do procesu MIM (ang. Metal Injection Molding). Przyjęta w pracy metodyka badań obejmowała studium wykonalności ukierunkowane na uzyskanie jednorodności materiału oraz testy ściskania opracowanych regularnych struktur komórkowych w warunkach obciążenia quasi- statycznego. W podjętych badaniach przeanalizowano kilka wariantów topologii struktur. Na podstawie przeprowadzonych badań eksperymentalnych stwierdzono, że regularne struktury komórkowe wytworzone ze stali 316L, wykazują wysoką wytrzymałość mechaniczną oraz duży zakres odkształceń plastycznych. Zastosowana technologia wytwarzania łączy zalety metod druku 3D z możliwościami metalurgii proszków. Zaproponowana metoda ich produkcji jest znacznie tańsza w porównaniu do innych procesów wytwórczych bazujących na przetapianiu proszków metalicznych.

17

Summary of Failure Conditions Recorded in Selected Helicopters Operated by Army Air Corps

Leszczyński Tadeusz, Januszewski Daniel, Budzyński Adam

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 1 (55)

99--114

EN

This paper has been drawn up for the Air Operations Group and the Technical Maintenance Group of the 56th Air Force Base in Inowrocław (Poland). Its primary purpose is to compare the frequency of failure conditions and their impact on the safety of flights performed on Mi-24 and W-3PL helicopters. Special attention has been paid to the values of flight parameters recorded and any anomalies identified. The data were analyzed using the "Objective Record Analysis" software, with two aspects taken into consideration. The first aspect - failure conditions which do not affect flight safety, i.e. when the crew exceeded the permissible flight parameters for a given exercise, an interference took place, a calculation error occurred in the system or the equipment became uncalibrated. A total of 534 failure states were singled out, with 18% of them caused by the human factor. The remaining 82% occurred due to interference and errors in the recording system or due to an incorrect flight parameter recording process (with this factor remaining beyond the control of the flight crew or maintenance personnel). The second aspect focused on failure conditions having an impact on flight safety, i.e. when the crew exceeded the aircraft's operating envelope or damage to the aircraft's systems and components occurred. 1,075 states have been recorded, with safety violations caused by exceeding the aircraft’s operating limits accounting for 5% of them. Damage to aircraft systems and components was the root cause of the 95% of the failures (with emergency landings required in 6 cases). It was shown that 80% of the failure conditions studied occurred on the Mi-24, with the number of missions performed on this particular type being nearly twice as high as on the W-3PL. Analysis of the years to which the available data was related (2012-2016) has led to the conclusion that the number of flights performed and the number of failure conditions was on an increase. However, the share of failure conditions in the total number of flights decreased. Authors 1 and 2 serve in the 56th Air Force Base and were granted permission to access and publish the data presented in this paper.

PL

Praca powstała na potrzeby Grup Działań Lotniczych i Obsługi Technicznej 56. Bazy Lotniczej w Inowrocławiu. Celem jest porównanie występowania stanów awaryjnych i ich wpływ na bezpieczeństwo lotów podczas zadań lotniczych na śmigłowcach Mi-24 i W-3PL. Zwrócono uwagę na wartości rejestrowanych parametrów lotu i zauważone nieprawidłowości. Dane analizowano z zastosowaniem programu „Obiektywna Analiza Zapisu” na dwóch poziomach. Pierwszy - stany awaryjne bez wpływu na bezpieczeństwo lotów, gdy załoga przekroczyła dopuszczalne parametry lotu zadane w ćwiczeniu lub wystąpiło zakłócenie, błąd obliczeniowy w systemie lub rozkalibrowanie urządzeń. Wyróżniono 534 stany, gdzie 18% spowodował czynnik ludzki. Pozostałe 82% to zakłócenia i błędy systemu rejestracji oraz nieprawidłowy zapis parametrów lotu (na co nie miała wpływu załoga wykonująca lot, ani personel obsługujący). Drugi poziom to stany awaryjne z wpływem na bezpieczeństwo lotów, gdy załoga dopuściła się przekroczenia ograniczeń eksploatacyjnych SP lub wystąpiło uszkodzenie urządzeń i agregatów SP. Wyróżniono 1 075 stanów, gdzie naruszenie bezpieczeństwa przez przekroczenie ograniczeń eksploatacyjnych SP to 5%. Uszkodzenia urządzeń i agregatów SP to pozostałe 95% (6 przypadków doprowadziło do lądowania awaryjnego). Wykazano, iż 80% przebadanych stanów awaryjnych cechuje Mi-24, na którym wykonano prawie 2x więcej zadań niż na W-3PL. Analizując lata skąd pochodzą udostępnione dane (2012–2016) zauważono, że rosła liczba wykonywanych lotów i liczba stanów awaryjnych, jednakże udział procentowy stanów awaryjnych w całości lotów malał. Autorzy 1 i 2 pełnią służbę w 56. Bazie Lotniczej i otrzymali zgody na dostęp do omawianych danych oraz ich publikację.

18

Numerical Simulations of 122 mm M-21OF Missile Fragments Propulsion

Imbierowicz Wojciech, Fikus Bartosz

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 2 (56)

55--70

EN

This paper presents numerical simulations of 122 mm M-21OF rocket fragments propulsion. A simplified geometry of the rocket was constructed and analysed with two main numerical FE approaches: a mesh-based lagrangian-eulerian FSI method and a coupled meshless SPH-lagrangian approach. The resulting fragment velocities were compared with those obtained from an analytical approach (Gurney formula). The shell fragmentation process was also successfully depicted. Both numerical approaches differed from the analytical velocity results to a comparable degree. Considering that the Gurney energy of a high-explosive is obtained from cylinder expansion tests, results obtained with the Gurney method can be treated as a reference point and validation method for natural fragmentation warhead models.

PL

W pracy przedstawiono badania numeryczne procesu napędzania odłamków 122 mm rakietowego pocisku M-21OF, który jest podstawowym środkiem bojowym polskiej artylerii rakietowej, jednak skuteczność jego głowicy bojowej nie została zadowalająco przebadana. Opracowano uproszczoną geometrię pocisku, którą przeanalizowano za pomocą dwóch głównych podejść numerycznych: siatkowej metody lagrange'owsko-eulerowskiej ze sprzężeniem płyn-ciało stałe (FSI - Fluid Structure Interaction) oraz sprzężonego bezsiatkowego podejścia SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) z siatkowym opisem lagrange'owskim. Uzyskano wartości prędkości początkowych odłamków, które porównano z prędkościami uzyskanymi analitycznie ze wzoru Gurneya. Odwzorowano także proces fragmentacji pocisku. Oba podejścia numeryczne różniły się od wyników analitycznych w niewielkim, porównywalnym stopniu. Biorąc pod uwagę, że energia Gurneya materiału wybuchowego jest wyznaczana z badań doświadczalnych, wyniki uzyskane metodą Gurneya mogą być traktowane jako punkt odniesienia i metoda walidacji wyników uzyskanych dla modeli cylindrycznych głowic bojowych o naturalnej fragmentacji.

19

Identification of Parameters of the Hydrostatic Model of the Working Equipment Drive System of a Wheel Loader to Study the Effectiveness of the Energy Recovery System

Rudzki Cezary, Rubiec Arkadiusz, Bartnicki Adam

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 4 (58)

91 -- 108

EN

Research conducted on hybrid drive systems of working machines is quite often limited to simulation studies, omitting the experimental determination of the parameters of a real machine. The article describes the course and results of experimental identification studies, which, in the further part of broader research, will be used to validate the hydrostatic model of the wheel loader drive system, which will be used to research the effectiveness of the energy recovery system. After defining the machine and identifying the structure and components of its drive system, the parameters that were determined during the research were determined. The identification tests were divided into two groups. The first of them was aimed at determining the operating parameters of the real object under different operating conditions, while the second one enabled the determination of dynamic parameters in response to impulse forcing. Based on the measurements, the time courses of the measured quantities and all assumed parameters were determined.

PL

Badania prowadzone nad hybrydowymi układami napędowymi maszyn roboczych, dość często, ograniczają się do badań symulacyjnych z pominięciem eksperymentalnego wyznaczenia parametrów rzeczywistej maszyny. W artykule opisano przebieg oraz wyniki, identyfikacyjnych badań eksperymentalnych, które w dalszej części szerzej zakrojonych badań wykorzystane zostaną w procesie walidacji modelu hydrostatycznego układu napędowego ładowarki kołowej, z wykorzystaniem którego przeprowadzone zostaną badania efektywności układu rekuperacji energii. Po zdefiniowaniu maszyny oraz zidentyfikowaniu struktury i komponentów jej układu napędowego, określono parametry, które były wyznaczane w trakcie prowadzonych badań. Badania identyfikacyjne podzielono na dwie grupy. Pierwsza z nich miała na celu wyznaczenie parametrów pracy obiektu rzeczywistego przy różnych warunkach pracy, natomiast druga umożliwiła wyznaczenie parametrów dynamicznych, jako odpowiedzi na wymuszenie o charakterze impulsu. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wyznaczone zostały przebiegi czasowe mierzonych wielkości oraz wszystkie zakładane parametry.

20

Evacuation of the Injured Using Unmanned Systems

Rubiec Arkadiusz, Cieślik Karol, Krogul Piotr, Łopatka Marian, Przybysz Mirosław

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 3 (57)

73--86

EN

This article explores the use of unmanned systems for evacuating wounded personnel from the battlefield. It focuses on conclusions drawn from conventional medical evacuation methods, particularly when wounded soldiers are still in the enemy’s operational zone, following the principles of Tactical Combat Casualty Care (TCCC). Then, general conditions of the injured were determined, which would require evacuation to a safe zone. This allowed us to define the critical capabilities needed for unmanned systems to perform these tasks. The ability of the unmanned system to pick up an injured person who is unconscious and unable to cooperate was identified as crucial. In the further part of the work, existing unmanned systems intended for rescue tasks were collected and critically analysed.

PL

W artykule przedstawiono możliwości w zakresie wykorzystania systemów bezzałogowych przeznaczonych do ewakuacji rannych z pola walki. Skupiono się przy tym na wnioskach wynikających z zasad prowadzenia ewakuacji medycznej metodami konwencjonalnymi, w szczególności podczas gdy ranni żołnierze nadal znajdują się w strefie działań przeciwnika, zgodnie z wymaganiami TCCC (Tactical Combat Casualty Care). Następnie określono stany ogólne poszkodowanego, w jakich może się on znaleźć, a które będą powodowały, że konieczna jest jego ewakuacja do strefy bezpiecznej. Umożliwiło to w efekcie zdefiniowanie krytycznych zdolności jakie powinien posiadać system bezzałogowy przeznaczony do realizacji tych zadań. Jako kluczową zidentyfikowano zdolność systemu bezzałogowego do podjęcia rannego nieświadomego i niezdolnego do współpracy. W dalszej części pracy zebrano i przeanalizowano w sposób krytyczny istniejące systemy bezzałogowe przeznaczone do zadań ratowniczych.