Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Soil-structure interaction of cylindrical tank of variable wall thickness under the constant thermal loading

Lewiński P. M., Rak M.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

269--285

EN

An effective method for the analysis of soil-structure interaction including the behaviour of cylindrical storage tank with varying wall thickness under the action of constant thermal loading is presented. Elastic half-space and the Winkler model have been used for the description of subsoil. The soil-structure interaction is described by using the power series. A computational example of reinforced concrete tank loaded with constant temperature is given. The analysis of a hydrostatically loaded cylindrical tank performed for the model incorporating elastic half-space shows decrease of radial displacements as well as substantial changes in the distribution of bending moments when compared to the Winkler foundation. Additionally, local increase of subsoil reaction around the slab circumference is observed for the case of elastic half-space, in contrast to the Winkler model. However, in the case of a tank loaded with constant temperature, the solutions for both subsoil models do not differ significantly.

PL

W pracy rozważana jest metoda obliczania naprężeń termicznych w zbiornikach cylindrycznych o zmiennej grubości ścianki, zamocowanych u podstawy w płycie dennej i poddanych osiowo-symetrycznemu równomiernemu obciążeniu termicznemu (rys. 1). Schemat wzajemnego oddziaływania konstrukcji z podłożem pozwala opisać zachowanie konstrukcji zbiorników kołowych o zmiennej grubości ścianki, stosując takie modele podłoża, jak półprzestrzeń idealnie sprężysta i model Winklera. Przyjęta tu metoda (por. Borowicka [1], Gorbunow-Posadow [4]) umożliwia analizę wzajemnego oddziaływania płyty dennej zbiornika z izotropową półprzestrzenią sprężystą obciążoną prostopadle na pewnym obszarze płaszczyzny granicznej, z uwzględnieniem równania różniczkowego opartej na niej płyty kołowej. Analizę współpracy konstrukcji z podłożem przeprowadzono metodą szeregów potegowych [11]. Zaletą tego podejścia jest jest stosunkowo prosty i dokładny opis wzajemnego oddziaływania konstrukcji z podłożem w porównaniu z innymi metodami.

2

Techniczne aspekty modelowania tkaniny i eksperymentalne sposoby pracy z materiałem. Cz. I

Szala G., Rak M.

Postępy w Inżynierii Mechanicznej

|

2017

|

nr 10(5)

71--78

PL

Praca ma charakter edukacyjny i stanowi przegląd zagadnień podejmowanych w ramach Technicznych Aspektów Modelowania Tkaniny kluczowych dla pracy projektanta. To omówienie aktualnych sposobów pracy z materiałem, pozwalających na kreowanie eksperymentalnych i nowatorskich rozwiązań, a także wybór technik manipulacji, jak również niekonwencjonalnych metod pracy z tworzywem, pokazujący dynamikę działań w obrębie wzornictwa, ze szczególnym ukierunkowaniem na projektowanie tkaniny. Część pierwsza zawiera opis podstawowych zagadnień związanych z tkaniną, podejmowanych w ramach Technicznych Aspektów Modelowania w ramach edukacji projektowej. Część druga jest natomiast ukierunkowana na opis procesu projektowego na studiach wzorniczych, którego celem jest osiągnięcie nietypowych i nowatorskich rozwiązań w zakresie pracy z miękką, tkaną materią.

EN

This article is a didactic presentation. It covers selected topics in the field of education in the area of design. The aim of this article is to present technical issues dealt with as part of the program implemented in the laboratory and the whole range of possibilities of modeling soft fabrics which are useful in a designer’s work as well as main problems concerning technical aspects of Fabric Modeling (Part I), the process of design and selected novelties from the respective field (Part II). This article presents a review of issues connected with Technical Aspects of Fabric Modeling which are of key importance for a designer. It includes discussion of current methods for working with a fabric in order to create experimental and innovative solutions. It contains selection of handling techniques as well as unconventional methods of working with a material highlighting dynamics of activities in the field of industrial design, with special emphasis on fabric design.

3

Coordinate measuring arms – different methods of points collection

Rak M., Ratajczyk E.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 12

1168--1171

PL

Niniejszy artykuł dotyczy różnych metod zbierania punktów za pomocą współrzędnościowych ramion pomiarowych. Badania są podzielone na dwie części. Pierwsza odnosi się do pomiarów aluminiowej kostki z elementami o różnej geometrii z użyciem końcówki stykowej i skanera laserowego. Do analizy zastosowano niektóre elementy i parametry wynikowe, jak kąt pomiędzy dwiema płaszczyznami. Jako odniesienie zastosowano wyniki pomiarów z CMM z uwagi na większą dokładność tego urządzenia. W drugiej części do pomiarów zastosowano kostkę z teflonu. Ponieważ jest to materiał bardziej miękki niż aluminium; siła pomiarowa znacząco wpłynie na wyniki. Aby to sprawdzić, użyto głowicy sztywnej i przełączającej.

EN

This paper deals with different methods of points collection using coordinate measuring arm. The research is divided into two parts. The first one is about measuring an aluminum cube with different geometric features with the use of hard probe and laser scanner. For the analysis some features and some resulting parameters were applied, like angle between two planes. As the reference, data from CMM measurements is used due to obtain higher level of accuracy of device. In the second part, a Teflon cube was used for the measurement. As this is a softer material than aluminum, measuring force gives significant impact on the results. To verify this, hard and triggering head was used.

4

Tkanina jako pole działań na styku sztuki i projektowania

Rak M.

Postępy w Inżynierii Mechanicznej

|

2016

|

nr 8(4)

93--98

PL

Tkania stała się ostatnio niezwykle nośnym obszarem ludzkiej kreacji, znajdującym się na styku sztuki i projektowania. Zakres działań w jej obrębie jest niezwykle obszerny, przez co jest medium pojemnym i intrygującym. Po długich latach artystycznego niebytu tkanina powróciła jako kategoria sztuki i design w zupełnie nowej odsłonie. Pozwoliło mi to wytyczyć własną ścieżkę zarówno w zakresie kreacji artystycznej, jak i w obrębie edukacji z zakresu tekstyliów, prowadzonej na studiach wzorniczych. Moja twórczość bazuje na szeroko rozumianym rysunku eksperymentalnym eksplorującym wątki tekstyliów i tkaniny w najróżniejszych formach. W szczególności zajmuję się haftem i rysunkiem szytym, technikami które dostarczają całe bogactwo rozwiązań linearnych. Stało się to punktem wyjścia do traktowania obszaru tekstyliów jako pola działania na styku sztuki i projektowania.

EN

Fabric has recently been an unusually expressive area of human creation, being at the interface between art and design. The range of activities within this is so extensive that it has become extremely capacious and intriguing medium. After many years of artistic non-existence, fabric has returned as a category of art and design in completely new context. It allowed me to find my own way, both in scope of artistic creation and education within the field of textiles, conducted on design studies. In my artistic creation I rely on the broadly understood experimental drawing and explore the issue of textile and fabric in a variety of situations and forms. My favorite techniques are manual embroidery combined with sewn drawing. These techniques provide me a variety of linear solutions in my art work. For this reason I start to treat textile area as room for action at the interface between art and design.

5

Research on the influence of ambient lighting on the accuracy of laser triangulation scanning

Rak M., Woźniak A.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 8-9CD1

307-314

EN

The paper concerns the influence of ambient lighting on the results obtained from laser scanning. The measurements were performed with different lightening conditions: absence of illumination, the glow-tube lamp, the halogen lamp and the mercury lamp. Illumination was controlled using a light meter. Also the influence of the exposure time on results was analysed. Obtained results were compared statistically. It was observed that the type of illumination influences significantly on RMS error of the measured line and on number of gathered points. Exposure time influences on both RMS error and number of points.

PL

Artykuł dotyczy wpływu oświetlenia zewnętrznego na wyniki uzyskane ze skanowania laserowego. Pomiary przeprowadzono w różnych warunkach oświetleniowych: brak oświetlenia, lampa jarzeniowa, lampa halogenowa i lampa rtęciowa. Oświetlenie było kontrolowane za pomocą luksometru. Wpływ czasu ekspozycji na wyniki był również analizowany. Uzyskane wyniki porównano statystycznie. Stwierdzono, że rodzaj oświetlenia wpływa znacząco na błąd RMS zmierzonej linii oraz na ilość zebranych punktów. Czas ekspozycji wpływa zarówno na błąd RMS jak i liczbę punktów.

6

Wpływ algorytmu przetwarzania chmury punktów na dokładność wyznaczenia wymiaru małych elementów

Rak M., Woźniak A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 5

406--409

PL

Celem badań było wyznaczenie wpływu algorytmów przetwarzania chmury punktów na dokładność wyznaczenia wymiaru, na przykładzie danych pochodzących z pomiaru elementu o prostej geometrii i małym wymiarze. Dane zostały otrzymane z pomiarów przeprowadzonych na zasadzie triangulacji laserowej. Chmury punktów były poddawane przetwarzaniu różnego typu, a porównywanym parametrem był wymiar i odchyłka kształtu. Wykazano, iż stosowanie filtracji, a w szczególności tworzenie siatki trójkątów znacząco poprawia wygląd chmury. Jest to natomiast wyłącznie wizualizacja, która dodatkowo negatywnie wpływa na dokładność wyznaczenia wymiaru.

EN

The aim of the study was to determine the effect of point cloud processing on the accuracy of determination of dimension. The experiment was conducted on an example of the data from a measurement of the element of small diameter and simple geometry – a ceramic ball. The data was obtained from the optical measuring method - laser triangulation. When measuring, the noise caused by properties of the measured surface or environmental conditions is generated. It should be filtered in order not to adversely affect the measurement result. Point clouds were processed in different ways: creating a mesh of triangles, and filtering with a median filter, and an average filter. The parameter taken into account in the analysis was the sphere radius and the sphericity error. Optical measuring methods are used mainly for large elements since they provide a large number of measuring points in a short period of time. This paper presents the problem which appears when small parts of simple geometry are for example a part of large free surfaces. It was shown that the use of filtration, in particular creation of the mesh of triangles, improved the appearance of clouds significantly in the case of a small element for which the ratio of noise to the measurement points is higher. However, it is only the visualization, which additionally affects the accuracy of dimension determination.

7

Badanie powtarzalności pomiarów geometrycznych na tomografie komputerowym CT

Kowaluk T., Ratajczyk E., Rak M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 5

459--461

PL

Przedstawiono wyniki badań powtarzalności pomiarów geometrycznych na przykładzie tzw. "kostki szkoleniowej" poprzedzając krótką charakterystyką przemysłowego tomografu komputerowego MTROTOM 800 oraz oprogramowań. Programu METROTOM OS w którym ustawiane są parametry pomiarowe i wykonywane są pomiary oraz programu CALYPSO służącego do analizy uzyskanych z pomiaru chmur punktów. Przedstawiono wyniki pomiarów odległości płaszczyzn, średnic otworów oraz odległości między nimi. Strategia pomiarowa została oparta na modelu CAD a uzyskane wyniki z pomiarów tomograficznych w postaci chmury punktów zostały porównane z wymiarami zawartymi w modelu CAD. Porównanie odnosi się do wymiarów nominalnych jak i do pola tolerancji w funkcji odchyłek. Wyniki te pozwoliły również na ocenę dokładności "druku" w jakim to procesie wykonana została badana kostka. Kostka została wydrukowana z dostępnego modelu CAD. W badaniach porównano powtarzalność pomiarów elementów geometrycznych jak i odchyłki od wartości nominalnej kostki. W celu obliczenia parametrów statystycznych dokonano dziesięciokrotnego pomiaru kostki.

XX

The results of tests of repeatability of geometric measurements on an example of the so-called "training cube" are presented in the paper. The short characteristics of the industrial computed tomography scanner METROTOM 800 is given. The software METROTOM OS, in which measurement parameters are set, and CALYPSO for analysis of the point clouds obtained from measurements are discussed. The results of measurements of surface distance, hole diameters and distances between them are presented. The measurement strategy was based on the CAD model and the results of tomographic measurements in the form of point clouds were compared with the dimensions contained in the CAD model. The comparison referred to the nominal dimensions and the tolerance field as a function of deviations. These results allowed the evaluation of the accuracy of "printing" process in which the tested "training cube" was performed. The cube was printed from the available CAD model. The study compared the repeatability of the measurement of geometric elements and deviations from the nominal value of the cube. In order to calculate statistical parameters, the cube was measured ten times. The summary of the standard deviations and the ranges shows high repeatability of tomographic measurements. The value of standard deviations equaled 1 to 2.7 microns and the values of ranges were 3.3 to 8 microns.

8

Badania porównawcze pomiarów wykonywanych za pomocą współrzędnościowego ramienia pomiarowego wyposażonego w głowicę sztywną i impulsową

Rak M., Ratajczyk E., Kowaluk T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 5

456--458

PL

Przedstawiona jest ocena dokładności pomiarów przeprowadzonych głowicą sztywną i przełączającą za pomocą współrzędnościowego ramienia pomiarowego [1]. Ramiona współrzędnościowe są mobilnymi ręcznymi przyrządami pomiarowymi. W celu lokalizacji punktów pomiarowych wyposażone są najczęściej w głowice sztywne. Dzięki użyciu w jednym ramieniu zarówno głowicy sztywnej jak i przełączającej możliwe było porównanie ich ze sobą. Badania eksperymentalne wykonano na podstawie wybranych wymiarów elementu w postaci kostki szkoleniowej. Otrzymane wyniki badań pozwalają ocenić stopień dokładności przy stosowaniu poszczególnych rodzajów głowic.

EN

The purpose of the paper is to assess the accuracy of measurements made with hard and trigger probes on a coordinate measuring arm. In the case of hard heads the measuring force is variable and depends on an operator who decides on appearance of a contact of the stylus tip with the measured surface, while in the case of trigger probes the contact of the tip with the measured surface is independent of shaft swings, breaking the electrical contact inside the head due to deflection of the stylus and breaking the electrical contact inside the head. The study was conducted with use of the arm Metris – Nikon MCA II shown in Fig. 1. Arms are manual measuring devices equipped, in most cases, with hard probes. Through the use of hard and trigger probes in one arm, it is possible to compare two heads. The TP20 kinematic touch-trigger probe with an SF module (standard force) was used as a trigger head. The paper presents a brief description of coordinate measurements as well as construction and working principle of coordinate measuring arms. In Fig. 3 there is shown a CAD model of the training cube used as a test part. The tests were made on the basis of measurements of four cylindrical holes with different diameters. The obtained results for two probes were compared with each other. It was analyzed how the range of results for different diameters for hard and trigger probes changed. The results show the influence of other factors (besides the measuring force). To show the influence of the measuring force, tests on a cube made of different materials were also performed.

9

The influence of properties of a measured object on the surface digitalization performed by a laser scanner integrated with measuring arm

Rak M., Woźniak A.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2012

|

R. 16, nr 12

76-81

EN

Examining the influence of properties of the measured object on the surface digitization is a purpose of this article. Properties of an object are understood by the surface condition - its roughness, curvature and reflectivity, as well as the material composition of the measured object. A surface roughness was the first studied parameter. Tests were performed on standards of a roughness. It was checked how the roughness profile's height affects the accuracy of collected points. Measurements were performed for both reflective and scattering surfaces. It was also examined whether the scanning direction, perpendicular or parallel to the roughness profile affects the result significantly. The second part of the study was based on measurements of balls. For researches ceramic balls were chosen due to the accuracy of their making. In this case finding balls made of a material that allows the measurement by laser triangulation method was the crucial purpose. After a selection of a suitable material it was tested how the radius of the curvature affects the surface digitization. Three parameters were taken into account. These parameters were: sphericity, stability of determination the position of the centre of the fixed ball and accuracy in determination of the diameter with respect to the nominal. All measurements were studied with a portable measuring arm Metris-Nikon model MCA II fitted with a MMC80 laser scanner.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badania wpływu właściwości mierzonego obiektu na proces digitalizacji powierzchni. Właściwości obiektu są rozumiane przez stan powierzchni - jej chropowatość, krzywiznę i refleksyjność, jak również skład materiałowy mierzonego obiektu. Pierwszym badanym parametrem była chropowatość powierzchni. Testy wykonano na wzorcach chropowatości. Sprawdzano, jak wysokość profilu chropowatości wpływa na dokładność zbieranych punktów. Pomiary wykonano dla powierzchni zarówno refleksyjnych i rozpraszających. Sprawdzano również, czy kierunek skanowania, prostopadły lub równoległy do profilu chropowatości wpływa znacząco na wynik. Druga część badań została wykonana na podstawie pomiarów kul. Do testów użyto kul, które zostały zbadane pod względem najlepszego materiału umożliwiającego pomiar na zasadzie triangulacji laserowej. Następnie sprawdzano, jak promień krzywizny wpływa na digitalizację powierzchni. Wzięto pod uwagę trzy parametry. Tymi parametrami były: sferyczność, stabilność wyznaczenia pozycji środka unieruchomionej kuli i dokładność wyznaczenia średnicy w odniesieniu do wartości nominalnej. Wszystkie pomiary wykonano przy użyciu współrzędnościowego ramienia pomiarowego Metris-Nikon model MCA II wyposażonego w skaner laserowy MMC80.

10

The influence of method of points collection on results with the use of measuring arm

Ratajczyk E., Rak M., Kowaluk T.

Metrology and Measurement Systems

|

2012

|

Vol. 19, nr 3

541-552

EN

Comparison studies of different measurement methods using a Coordinate Measuring Arm are presented. Studies were divided into two parts. The first was point measurements of contact and pseudo-scanning contact measurements. The second part consisted of point measurements of contact and non-contact scanning measurements. Contact research (point measurements and the pseudo-scanning) were accomplished with the use of PowerINSPECT software, whereas non-contact with use of Focus Handheld and Focus Inspection software. Handheld Focus was used to collect a point cloud and its processing, while the detection of set elements was made using the second software from the group of Focus. According to the developed procedure for both parts sample elements with known nominal values were measured (available CAD model of object of research). It became the basis for examining whether there are statistically significant differences between results of different methods in both parts. Statistical comparison of measurement methods was carried out using four tests: Comparison of Means, Comparison of Standard Deviations, Comparison of Medians and a Kolmogorov-Smirnov Test.

11

Dwusekcyjny filtr piątej harmonicznej do kompensacji mocy biernej napędów walcarek rur

Jagieła K., Gała M., Rak M., Kępiński M.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2012

|

Nr 3(96)

13-18

EN

The article deals with a designed and practically applied bisectional passive filter that works as a reactive power compensator as well as suppresses the 5th harmonic of the supply voltage. There are presented calculations concerning harmonic currents in the supply power and in the switched sections of the 5th harmonic filter. The calculations are illustrated by diagrams of current transfer functions versus the harmonic order. In the second part of the article there are presented time variations of parameters of the electric Power consumed by a high power dc converter drive applied to a pipe rolling mill. These quantities include: Power factor tg?, the mean phase current in the supply circuit and the percentage content of the chase voltage 5th harmonic for different configurations of the filter compensator. The presented measurements and analysis allow to formulate conclusions and design recommendations.

12

Estimation of surface supersaturation in Monte Carlo simulations of single crystal growth

Rak M., Brozi A., Żmija J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 41, nr 1-2

91-95

EN

Purpose: The aim of this study is to propose a new calculation method using Monte Carlo simulations making it possible to estimate surface supersaturation and its transient behavior. Design/methodology/approach: Monte Carlo simulation method is used for investigations of crystal growth from microscopic point of view. It is assumed that the surface supersaturation may be represented by the number of growth units adsorbed on the crystal surface at any given moment. Findings: The presented method allows us to analyze the surface configuration of a growing crystal face and the mechanism of single crystal growth in various assumed growth conditions (supersaturation, temperature). Research limitations/implications: The results of the performed simulations show the influence of changes in bulk supersaturation on the behavior of surface supersaturation, which is very difficult to experimentally measure. In this way, some analytical results calculated previously and concerning transient behavior of surface supersaturation can also be verified. Originality/value: For the first time, Surface Roughening Coefficient (SRC) is defined and the method of its calculation is shown. The SRC coefficient allows us to estimate surface supersaturation determining growth mechanism and, in consequence, determining the quality of grown crystals. The results are useful for control of growth process to obtain good quality single crystals.

13

Effect of the type of aluminium coagulant and water pH on the destabilization of colloids

Świderska-Bróż M., Rak M.

Environment Protection Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 4

63-72

EN

The study was conducted on a laboratory scale with the aim to examine how the type and dose of the aluminium coagulant as well as water pH influence the extent of colloid destabilization. The samples used for the purpose of the study contained water from the River Odra, with a natural or an adjusted pH, and were treated with aluminium sulphate (alum) or prehydrolyzed polyaluminium chlorides. The results obtained have revealed that polyaluminium chlorides are more efficient neutralizers of the negative electrokinetic potential of the colloids than alum. As a consequence, the substitution of alum by polyaluminium chlorides reduced the required concentration (g Al/m3) of watersoluble aluminium hydrolysis products which provided a comparable decrease in the absolute value of the ? potential. The efficiency of polyaluminium chlorides was found to increase with their basicity and with the polymerization of the products of aluminium prehydrolysis. A major factor contributing to the value of the negative ? potential of the colloids and to the extent of their destabilization was the concentration of H+ ions. The decrease in the pH value was concomitant with the decrease in the absolute value of the ? potential of the colloids that were present in the river water and with the increase in the extent of their destabilization by the coagulants examined. The effect of H+ ion concentration (in the water being treated) on the destabilization of colloids was the strongest with the alum coagulant and decreased with the increasing basicity of the polyaluminium chlorides tested.

14

Tendencje rozwoju wybranych technologii i systemów wytwarzania

Stamirowski J., Rak M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2008

|

z. 72 [251]

227-234

15

Tendencje rozwoju wybranych technologii i systemów wytwarzania

Stamirowski J., Rak M.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2008

|

nr 3

16-20

EN

The current trends, as observed in the article, are a significant growth, in terms of relevance, of microtechnology and nanotechnology, including microassembly; as well as the development of advanced automation which precise technologies may adapt. One of directions of advanced automation being currently developed are RMS (Reconfigurable Manufacturing System) systems which are capable of adjusting manufacturing functions and productivity levels. Advanced automation compels an integration of management and manufacturing systems.

16

Wpływ zasadowości koagulantów glinowych i pH wody na usuwanie zanieczyszczeń organicznych

Świderska-Bróż M, Rak M., Mołczan M., Biłyk A.

Ochrona Środowiska

|

2008

|

Vol. 30, nr 4

29-33

PL

W pracy omówiono wpływ wybranych właściwości oczyszczanej wody oraz rodzaju koagulantu na skuteczność usuwania substancji organicznych. Stwierdzono, że poza wartością pH oczyszczanej wody, skuteczność usuwania substancji organicznych zależała również od udziału frakcji rozpuszczonej ogólnego węgla organicznego (RWO/OWO) i była tym większa im mniejszy był udział RWO. Z porównania różnych koagulantów stosowanych w badaniach wynika, że chlorki poliglinu cechują się większą skutecznością usuwania substancji organicznych z wody niż siarczan glinu. Wykazano, że skuteczność koagulacji domieszek wody chlorkami poliglinu wzrastała wraz z ich rosnącą zasadowością. Zwiększenie zawartości jonów H+ w wodzie przed koagulacją poprawiało skuteczność usuwania substancji organicznych, a rezultat był tym lepszy im mniejsza była zasadowość koagulantu. Wynikiem zastąpienia siarczanu glinu chlorkami poliglinu, szczególnie wysokozasadowymi, była poprawa usuwania z wody zanieczyszczeń organicznych, głównie RWO, jak również zmniejszenie wymaganej dawki koagulantu.

EN

The paper addresses the problem of how some parameters of the water being treated and the type of the coagulant being used affect the efficiency of organic matter removal. It was found that apart from the pH of the water, the removal efficiency depended on the proportion of the dissolved fraction to the total organic carbon (DOC/TOC), and that the extent of removal increased as the proportion of DOC decreased. The comparison of the coagulants used in this study made it clear that polyaluminium chlorides provided a higher removal of organic substances than did aluminium sulfate. The study has produced the following findings. The extent of coagulation involving polyaluminium chlorides increases with the increase in their basicity. The increase of the H+ concentration in the water prior to coagulation enhances the efficiency of organic matter removal, and the extent of removal is the higher, the lower is the basicity of the coagulant used. The substitution of aluminium sulfate with polyaluminium chlorides, especially with those of a high basicity, not only upgrades the removal of organic matter in general, and that of DOC in particular, but also reduces the coagulant dose required for the process.

17

Zastosowanie komputerowej obróbki obrazów RTG do wyznaczania szerokości szpary stawowej w stawach międzypaliczkowych u osób z reumatoidalnym zapaleniem stawów

Bauer J., Boerner E., Rak M., Podbielskam H.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2008

|

Vol. 14, nr 1

66-72

PL

Celem niniejszej pracy było zastosowanie wybranych technik obróbki obrazów i ocena ich wpływu na analizę zdjęć rentgenowskich. Przedmiotem analizy były stawy między-paliczkowe bliższe palców II, III, IV obu rąk osób zdrowych i chorujących na reumatoidalne zapalenie stawów. Porównywano wyniki pomiarów szpar stawowych uzyskane przed i po filtracji komputerowej. Do obróbki wybrano trzy filtry oferowane przez program Optimas: Horizontal, Mediana i Sharpen Hi. Zwrócono uwagę, że na dokładność pomiaru szerokości szpary stawowej wpływa sposób obróbki obrazu. Udowodniono również, że u osób chorych szpary stawowe są węższe niż u osób zdrowych.

EN

The goal of the research was the evaluation of image processing methods applied for analysis of radiographic pictures. The proximal interphalangeal joints of II, III and IV finger of healthy subjects and patients suffering from rheumatoid arthritis were examined. The width of joint gap was measured. The image transforms offered by Optimas image processing program: Horizontal, Mediana i Sharpen Hi, were tested. The accuracy of the measurement is influenced by the applied image processing method. It was stated that healthy individuals have wider joint gaps than the ill persons.

18

Przesycenie powierzchniowe w kinetyce wzrostu monokryształów z roztworów

Rak M.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2007

|

Z. 362

3-131

PL

Praca przedstawia wyniki kompleksowych badań teoretycznych, dotyczących zagadnień związanych ze zjawiskami powierzchniowymi wplywającymi na prędkość wzrostu i jakość monokryształów otrzymywanych zroztworów. Badania oparto na analizie przesycenia powierzchniowego w stanie ustalonym i w stanach przejsciowych wywołanych różnymi zmianami przesycenia roztworu, występującymi podczas wzrostu monokryształów. Przedstawiona w pracy analiza stanu ustalonego przesycenia powierzchniowego, oparta na modelu BCF dyfuzji powierzchniowej, pokazała, że przyczyną dużych rozbieżności pomiędzy dotychczasowymi wynikami teoretycznymi, a dostępnymi oszacowaniami doświadczalnymi tego przesycenia, jest sposób określania przesycenia panującego w centrum spirali wzrostu. Zaproponowana w tej pracy nowa, dokładniejsza metoda oszacowania przesycenia w centrum spirali wzrostu pozwala lepiej interpretować wyniki doświadczalne, dotyczące zarówno szerokości tarasów stopni, jak i przesycenia powierzchniowego, a w konsekwencji lepiej poznać i zrozumieć wciąż mało zbadane procesy zachodzące podczas otrzymywania tych, tak potrzebnych współczesnej technice materiałów. Badania teoretyczne stanów przejściowych przesycenia powierzchniowego oparto na otrzymanych rozwiązaniach uogólnionego, tzn. zależnego od czasu, równania BCF, które wcześniej nie bylo stosowane do wzrostu kryształów z roztworów. Aby wyznaczyć rozkłady przesycenia powierzchniowego na tarasach stopni, podczas stanów przejściowych wywołanych różnymi zmianami przesycenia roztworu, zmodyfikowano równanie BCF zależne od czasu i sformułowano odpowiednie warunki brzegowe i początkowe. Otrzymane dokladne rozwiązania analityczne oraz wyznaczone przybliżone postacie tych rozwiązań umożliwiły przeprowadzenie analizy ogólnej stanów przejściowych przesycenia powierzchniowego oraz określenie czasu trwania tych stanów przejściowych. Pozwalają one również, co jest istotne, na obliczenie dla wartości parametrów charakteryzujących wzrost konkretnych monokryształów (m.in. KDP, LFM) -rozkładów przesycenia powierzchniowego na tarasach stopni, dla dowolnej chwili stanu przejściowego. Niektóre wyniki badań teoretycznych zweryfikowano przeprowadzonymi eksperymentami komputerowymi przy wykorzystaniu metody symulacji Monte Carlo, które potwierdziły jakościowo rezultaty otrzymane analitycznie. Przedstawione wyniki mogą być wykorzystane do wyjaśnienia genezy niektórych defektów pojawiających się w monokryształach. Podane proste wzory pozwalają określić szybkość i zakres zachodzących zmian przesycenia powierzchniowego. W rezultacie umożliwiają one dobranie dla konkretnego monokryształu, optymalnego układu sterującego, który zminimalizuje niekorzystny wpływ zrnian przesycenia roztworu na przesycenie powierzchniowe, a w konsekwencji na jakość otrzymywanych monokryształów. Otrzymane wyniki mają również znaczenie poznawcze i wnoszą wklad do stanu wiedzy w zakresie kinetyki wzrostu monokryształów z nisko przesyconych roztworów.

EN

The results of complex theoretical studies concerning problems connected with surface phenomena determining both crystal growth rate and the quality of single crystals obtained from solutions are presented in the dissertation. The theoretical investigations were based on analysis of surface upersaturation at the steady state and in transient states caused by variations of bulk supersaturation of solution. During crystal growth process, such changes of bulk supersaturation of solution may be caused by some external agency, but they may also be introduced intentionally. The analysis of the surface supersaturation at the steady state, presented in this dissertation were performed with the use of the BCF surface diffusion model. The analysis shows that considerable discrepancies between the theoretical results and available experimental estimations of the surface supersaturation are caused by the fact that, in theoretical calculations, local supersaturation in the centre of growth spiral is usually assumed to be equal to bulk supersaturation. A new method for estimation of the local surface supersaturation at the centre of growth spiral is proposed. In consequence, the results of calculations of both the interstep distance and the surface supersaturation at the step terrace are in better accordance with their experimental estimations. This fact enables better physical interpretation of experimental results and hence, better understanding the little known surface processes occurring during crystal growth. The transient behaviour of the surface supersaturation, caused by variations in bulk supersaturation, is studied with the use of the BCF surface diffusion model. The BCF time-dependent equation was modified and analytically solved for boundary and initial conditions formulated in different ways, appropriate for the considered changes in bulk supersaturation. The exact solutions and their approximations, which are found in form of simple expressions convenient for calculations, enable general analysis of the transient surface supersaturation distribution at step terraces. They also enable estimation of the time required to attain the new steady-state value of the surface supersaturation. Some theoretical results were verified and qualitatively confirmed by computer experiments performed with the use of Monte Carlo simulations. The results presented in this dissertations can be used to explain the genesis of some defects appearing in single crystals grown from solutions. The simple expressions describing transient surface supersaturation are very convenient for calculations of rate and range of variations in the surface supersaturation and, in consequence, they make it possible to choose such optimum control system, which will minimize effect of bulk supersaturation variations on transient surface supersaturation and hence, on the quality of single crystals produced. The obtained results are also very interesting as they enlarge our knowledge and understanding of the kinetics of single crystals growth from solutions at low supersaturations.

19

Determination of damping properties of layered structures by means of wave-propagation-based methods

Rak M., Ichchou M., Holnicki-Szulc J.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2005

|

Vol. 24, no. 2

140-143

EN

Problem of estimation of damping parameters of a structure by analysis of wave propagation in the structure, is addressed. The task is formulated for a cantilever multi-layer beam undergoing random excitation. Since different methods of solution of the problem have been developed the need arises to discuss and compare results obtained by means of the latter ones. Stress is laid on Inhomogenous Wave Correlation method based on analysis of wave field with damping included. Experimental tests are conducted to ensure objectivity of the obtained results. Case of a single-layer beam is investigated first in order to validate the theoretical model used subsequently in studies of sandwich structures. In analysis of multi-layer beams, two arrangements of layers inducing different damping mechanisms, namely free layer damping and constrained layer damping, are taken into account. Discussion on a physical interpretation of the determined damping parameters closes the study.

PL

Materiały lepkosprężyste wykazują duże tłumienie wewnętrzne. Własność ta determinuje ich zastosowania przemysłowe, obejmujące m.in. konstrukcje lotnicze, statki podwodne i pojazdy drogowe. Duże zainteresowanie tymi materiałami odzwierciedla liczba publikacji poświęconych tłumieniu drgań przy użyciu taśm i folii lepkosprężystych. Szczególną uwagę poświęca się drganiom poprzecznym belek laminatowych z warstwą lepkosprężystą. Odpowiedź dynamiczna wspomnianych układów wielowarstwowych zależy od parametru tłumienia, dlatego też konieczne wydaje się opracowanie rozwiązań umożliwiających jego wyznaczenie. Istniejące metody identyfikacji tłumienia można podzielić na dwie grupy. Sformułowanie modalne jest oparte na obliczeniu pasma częstotliwości odpowiadającego poziomowi prędkości drgań przynajmniej -3 dB, liczonego w stosunku do wartości szczytowej, zmierzonej w rezonansie (half-power bandwidth). Z uwagi na obserwowany we wszystkich układach wzrost gęstości modalnej w wysokich częstotliwościach, metoda powyższa jest ograniczona do wąskiego zakresu niskich częstotliwości, obejmującego kilka pierwszych modów drgań. Ponadto, sformułowanie to umożliwia wyznaczenie parametru tłumienia jedynie dla częstości własnych. Inna grupa metod jest oparta na analizie pola falowego generowanego w pobudzanym układzie. Metody k-przestrzenne (k-space methods) uwzględniają tłumienie poprzez wprowadzenie zespolonej liczby falowej. Artykuł prezentuje wyniki weryfikacji eksperymentalnej metody korelacji fali niejednorodnej (Inhomogenous Wave Corelation), otrzymane dla stalowej belki wspornikowej pokrytej warstwą lepkosprężystą. Badana jest zależność zespolonej liczby falowej od częstotliwości. Przedstawione są także wyniki uzyskane przy użyciu innej, starszej metody, zaproponowanej przez McDaniela i in. W tej ostatniej, w porównaniu z rozwiązaniem oryginalnym, wprowadzono dwie istotne modyfikacje. Po pierwsze, do wzbudzenia zamiast sygnału przejściowego użyto ciągłego sygnału losowego. Po drugie, wzorując się na rozwiązaniu zastosowanym w metodzie IWC, do algorytmu identyfikacyjnego wprowadzono funkcję koherencji. Obie metody wykorzystują wyniki tego samego eksperymentu. Pole falowe generowane w testowanej belce jest rekonstruowane na podstawie pomiarów przemieszczenia dokonywanych w punktach rozmieszczonych wzdłuż jej długości. Porównanie funkcji przejścia otrzymanych eksperymentalnie z rozwiązaniem teoretycznym umożliwia wyznaczenie wartości zespolonej liczby falowej w funkcji częstotliwości. Algorytm identyfikacji zaimplementowano w programie MATLAB. Artykuł zamykają dyskusja wyników i uwagi końcowe.

20

Znaczenie alkaliczności koagulantów glinowych w intensyfikacji agresywności kwasowęglowej wody

Rak M., Świderska-Bróż M.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2004

|

Vol. 30, no. 2

39--49

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu alkaliczności koagulantów glinowych na minimalizację niepożądanych skutków koagulacji, jakimi są zmniejszenie pH i zasadowości oczyszczanej wody, a tym samym intensyfikacja agresywności korozyjnej. Przedmiotem badań były próbki wody z rzek: Odry i Oławy oraz z potoku górskiego różniące się składem fizyczno-chemicznym, w tym także wartością pH i zasadowością. Jako koagulanty stosowano siarczan glinu (ALS) i chlorki poliglinu (PAC1) charakteryzujące się różną alkalicznością (r, %). Wyniki badań wykazały, że zmniejszenie wartości pH i zasadowości tj. parametrów decydujących o agresywności korozyjnej wody zależały od alkaliczności i dawki koagulantu oraz pH i temperatury próbek wody przed koagulacją. Ze wzrostem alkaliczności badanych koagulantów glinowych zwiększała się stabilność chemiczna oczyszczanych wód i najbardziej przydatne były koagulanty PAX-XL3 i PAX-XL 61. Zastąpienie siarczanu glinu chlorkami poliglinu nie tylko zmniejszyło intensyfikację agresywności korozyjnej badanych wód, ale również zapewniło większą skuteczność ich oczyszczania.

EN

The objective of this study was to investigate the influence of aluminium coagulants basicity on the mini-malisation of undesirable effects of coagulation such as decreasing pH and alkalinity, thereby water corrosivity. The experiments involved three types of surface water samples: from the Odra and Oława Rivers and a mountain stream, which differed in physico-chemical composition (especially in pH values and alkalinity). Alum (ALS) and polyaluminium chlorides (PAC1) characterized by various basicity (r, %) were used as coagulants. The experimental results showed that decrease in water corrosivity depended on the basicity and dose of coagulant, pH and temperature of water prior to coagulation. With the increment of coagulation basicity the chemical stability of treated water improved and coagulants PAX-XL 3 and PAX-XL61 were the best. Using of polyaluminium chlorides instead of alum decreased not only undesirable effects of coagulation but improved also the efficiency of water treatment.