Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza numeryczna wytrzymałości połączeń elektrycznych w modułach PV

Nowak Paweł, Rusin Krzysztof, Jureczko Mariola, Rulik Sebastian, Gawlik Sabina, Bronowski Jeremi, Zatorski Bartłomiej, Murawski Łukasz, Jurczyk Michał

Rynek Energii

|

2025

|

Nr 2

39--44

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz wytrzymałościowych połączeń elektrycznych w modułach fotowoltaicznych. Do opracowania modelu 3D i przeprowadzenia symulacji wykorzystano oprogramowanie Ansys. Model numeryczny zaprojektowano w sposób parametryczny, co umożliwiło łatwą zmianę przekroju ribbona bez konieczności przebudowy całego modelu. W ramach symulacji zbadano, jak zmienia się rozkład maksymalnych naprężeń na ribbonie w zależności od jego przekroju poprzecznego. Analiza wyników pokazała, że najmniejsze naprężenia maksymalne zaobserwowano dla ribbona o wysokości 0,15 mm, w porównaniu z innymi badanymi wymiarami przekroju poprzecznego ribbona.

EN

The article presents the results of strength analyses of electrical connections in photovoltaic modules. Ansys software was used to develop a 3D model and conduct simulations. The numerical model was designed in a parametric manner, which made it possible to easily change the ribbon cross-section without rebuilding the entire model. The simulations investigated how the distribution of maximum stresses on the ribbon changes depending on its cross-section. Analysis of the results showed that the lowest maximum stresses were observed for a ribbon with a height of 0.15 mm, compared to the other ribbon cross-sectional dimensions studied.

2

Evaluation of numerical modeling for the seismic response of an arch dam: the case of the Tichy-Haf Dam

Ziadi El Houcine, Meksaouine Mohamed, Mekki Feriel

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2025

|

Vol. 34, No. 1

19--41

EN

The seismic stability of concrete arch dams has always been a key parameter in seismic safety evaluation. For this purpose, this paper presents a numerical analysis of the seismic response of an arch of the Tichy-Haf Dam using the Midas GTS NX software. The study employs the finite element method and a nonlinear time history analysis to evaluate the stability of the structure. Several reference nodes on the dam body were selected to assess displacement, velocity, and acceleration during seismic events. To determine the values of these parameters, nonlinear time-history analyses were conducted using four accelerograms with amplitudes of 0.25 g, 0.32 g, 0.36 g, and 0.44 g, respectively. The dynamic numerical analysis revealed that the dam performed well during the seismic events, maintaining its structural integrity. The numerical model was validated by comparing the results from the static analysis with the actual monitoring data from the dam. This comparison demonstrated the effectiveness of the numerical simulation method in analyzing the stability of the arch dam.

3

Wyznaczanie parametrów elektromagnetycznych silnika PMDC z wykorzystaniem metody elementów skończonych

Strączyński Paweł, Różowicz Sebastian, Goryca Zbigniew, Baran Krzysztof

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 1

33--36

PL

W pracy przedstawiono obliczenia parametrów elektromagnetycznych maszyny komutatorowej prądu stałego wzbudzanej magnesami neodymowymi prostopadłościennymi. Analizę przeprowadzono w oprogramowaniu ANSYS Maxwell. W oparciu o otrzymane wyniki wyznaczono rozkład indukcji magnetycznej w przekroju poprzecznym maszyny oraz w szczelinie. Ponadto wyznaczono moment zaczepowy i elektromagnetyczny w funkcji kąta obrotu. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów na modelu fizycznym.

EN

The paper presents calculations of the electromagnetic parameters of a DC commutator machine excited by rectangular neodymium magnets. The analysis was conducted using ANSYS Maxwell software. Based on the obtained results, the distribution of magnetic induction in the cross-section of the machine and in the air gap was determined. Additionally, the cogging torque and electromagnetic torque as functions of the rotation angle were determined. The calculation results were compared with the measurement results from the physical model.

4

Detecting lung diseases with electrical impedance tomography

Kosior-Romanowska Amelia, Stefaniak Barbara, Tchórzewski Paweł, Iwanicka-Miciura Anna, Wójcik Dariusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 1

175--178

EN

The article introduces a LETS vest designed to gather measurements for impedance tomography using damage excitation. It discusses the utilization of the IoT for impedance tomography. One of the key features will be disease diagnosis, specifically focusing on COPD in this context. The article presents classification models that can successfully differentiate between patients exhibiting COPD symptoms and healthy patients, achieving an impressive 98% accuracy rate.

PL

Artykuł przedstawia kamizelkę LETS która zbiera pomiary dla tomografii impedancyjnej dla zadanego wzbudzenia. Przedstawiono IoT dla tomografii impedancyjnej. Jedną z funkcjonalności będzie rozpoznanie jednostek chorobowych, w tym przypadku POCHP. Przedstawiono modele klasyfikacji rozróżniające pacjenta z objawami POCHP, od pacjenta zdrowego ze skutecznością równą 98%.

5

Variant analysis of the lock chamber construction on the example of the Krapkowice waterway stage

Czajkowski Jakub, Filipczyk Janusz, Dorada Paweł, Pietruszewski Bartłomiej, Śledziński Grzegorz

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 9

23--30

EN

This paper analyzes variant designs for a lock chamber in Krapkowice, crucial for the modernization of the Odra Waterway. It compares a traditional, massive construction with two alternatives: a chamber with a bottom plate anchored in the ground, and a structure with a cylindrical bottom plate. The analysis covers material usage and technological challenges for each variant, considering implementation costs. SOFiSTiK and Allplan BIM software were used for static-strength analysis and project documentation development.

PL

W artykule przedstawiono analizę wariantów konstrukcyjnych komory śluzy w Krapkowicach, kluczowej w modernizacji Odrzańskiej Drogi Wodnej. Porównano tradycyjną, masywną konstrukcję z dwoma alternatywami: komorą z zakotwioną płytą denną oraz obiektem o cylindrycznej płycie dennej. Analiza obejmuje zużycie materiałów i wyzwania technologiczne każdego wariantu, z uwzględnieniem kosztów realizacji. Wykorzystano oprogramowanie SOFiSTiK oraz Allplan BIM do analizy statyczno-wytrzymałościowej i opracowania dokumentacji.

6

Static modelling wooden modular construction

Dzun Michał, Miedziałowski Czesław

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 3

1--9

EN

The article systematically presents the modelling of individual stages of creating wooden modular buildings with static diagrams. Descriptions of modelling the connections of the frame and sheathing boards in elements (ceiling walls) are provided. Presented models of connections using pins and connectors in the form of nails and screws. The creation of modular structures in frame and plate systems is presented. Then, the vertical and horizontal connection between the modules in the building structure was presented. Finally, the creation of a global computational model of the structure was shown, taking into account the modelling of components (walls, floors), modules and entire buildings.

PL

W artykule przedstawiono w sposób systematyczny modelowanie schematami statycznymi poszczególnych etapów tworzenia drewnianych budynków modułowych. Podano opisy modelowania połączeń szkieletu i płyt poszycia w elementach (ściany, stropy). Zaprezentowano modele połączeń na trzpienie oraz za pomocą łączników w postaci gwoździ i wkrętów, a także tworzenie struktur modułowych w układzie szkieletowym i płytowym. Następnie przedstawiono połączenie w pionie i w poziomie między modułami w konstrukcji budynków oraz pokazano tworzenie globalnego modelu obliczeniowego konstrukcji, uwzględniając modelowanie elementów składowych (ścian, podłóg), modułów i całych budynków.

7

Numerical analysis and experimental studies three-layer slabs of the Hoff

Sadowska-Buraczewska Barbara, Głodkowska Wiesława

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 7

1--9

EN

The paper concerns three-layer slabs of the Hoff in terms of their use as independent slab floor elements. Three variants of the panels were analyzed, differing in the material from which the cladding and the core of the board were made. The result of the analysis was to determine the relationship between the load of the three-layer slab and its vertical displacements (deflections). The practical possibility of using the variational finite difference approach (MRS) and the finite element method (FEM) for the calculation of plate three-layer elements of the Hoff and homogeneous, isotropic plates has been demonstrated. For three variants of the plate, computer simulations were carried out using these methods and experimental verification of one of the variants was carried out. The article presents only a fragment of extensive experimental and analytical research.

PL

W artykule zaprezentowano płyty trójwarstwowe Hoffa w aspekcie zastosowania ich jako samodzielnych płytowych elementów stropowych. Przeanalizowano trzy warianty płyt z różnymi okładzinami i rdzeniem. Wynikiem analiz było określenie zależności pomiędzy wielkością obciążenia płyty trójwarstwowej a jej przemieszczeniami pionowymi (ugięciami). Wykazano praktyczną możliwość stosowania metody wariacyjnego ujęcia różnic skończonych (MRS) i metody elementów skończonych (MES) do obliczania płytowych elementów trójwarstwowych Hoffa oraz izotropowych płyt jednorodnych. Przeprowadzono symulacje komputerowe tymi metodami trzech wariantów płyty oraz dokonano weryfikacji doświadczalnej jednego z wariantów. W artykule przedstawiono tylko fragment szerokich badań doświadczalnych i analitycznych.

8

Bearing capacity of embedded strip footings

Brząkała Włodzimierz, Herbut Aneta

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 9

15--22

EN

For shallow foundations, Eurocode EC7-1 ignores the strength of the soil above the founding level thus causes an underestimation of the bearing capacity of the subsoil. Numerical FEM‑simulations were performed, both for constant (Dmax = Dmin = D) and for varied foundation depths on both sides of the strip foundation (Dmax>Dmin). It was found that the dominant role is played by the width of the foundation B (especially for B = 0.5 ÷ 1.0 m and for the depth D/B>3) as well as adhesion on the embedded foundation walls. The estimated implicit reserves in bearing capacity can be as great as 30÷70% for a non‑cohesive soil and even still greater for a cohesive soil. The situation is not so evident if the value (Dmax – Dmin)/B equals 3÷4 or more.

PL

W przypadku fundamentów bezpośrednich Eurokod EC7-1 pomija wytrzymałość gruntu powyżej poziomu posadowienia, co prowadzi do niedoszacowania nośności podłoża. Dokonano symulacji numerycznych MES, zarówno przy stałej (Dmax = Dmin = D), jak i zróżnicowanej głębokości posadowienia po obu stronach ławy (Dmax>Dmin). Stwierdzono, że dominującą rolę odgrywa szerokość ławy B (szczególnie, gdy B = 0,5 ÷ 1,0 m i zagłębienie D/B>3) oraz adhezja na zagłębionych ścianach fundamentowych. Oszacowane niejawne zapasy nośności mogą wynosić nawet 30÷70% w przypadku gruntu niespoistego i jeszcze więcej w przypadku gruntu spoistego. Sytuacja jest mniej oczywista przy wartości (Dmax – Dmin)/B równej 3÷4 i większej.

9

Piezoresistive sensing mechanism of graphene-based electronic skin

Li Li, Huang Jia, Yang Wenbin

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2025

|

Vol. 63 nr 1

51--58

EN

Graphene-based sensing electronic skin has a broad application prospect, but its piezoresistive sensing mechanism still needs to be further studied. In this work, according to the microscopic characteristics of graphene electronic skin, the Monte Carlo stochastic algorithm is used to generate randomly distributed graphene sheets, and then the piezoresistive sensor model of graphene electronic skin is established. The relative resistance and gauge factor of the model are calculated by finite element method. Meanwhile, the current density and potential contour under different graphene morphology are obtained. The results show that the graphene sensor with high area fraction has a higher sensing range, and the graphene sensor with low area fraction has a higher gauge factor. The piezoresistive effect of the model depends mainly on the change of graphene sheet density. With the change of strain, the variation of overlap area and overlap number between graphene sheets will cause the change of graphene density and electron migration path. The separation between graphene sheets can lead to a reduction in electron migration paths, resulting in nonlinear changes in the relative resistance of the model. The present work can provide technical support for the design and preparation of graphene-based electronic skin.

10

Pollution dynamics in an interconnected lake system: modeling and simulation using the finite element method

Adel Mohamed, Khader Mohamed M.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2025

|

Vol. 24, nr 1

5--17

EN

In this research, we present a real-world simulation to evaluate the pollution dynamics within a network of three interconnected lakes, facilitated by canals. Using the finite element method (FEM), we handle three input models: linear, periodic, and exponentially decaying. This procedure turns the specified model into an algebraic equations system. By analyzing the residual error function (REF), we can verify the offered technique’s accuracy and efficiency. The numerical outputs are contrasted with that of the fourth-order Runge-Kutta (RK4M). Our results confirm that the presented algorithm is a practical tool to simulate the solution of such models. Key advantages of the supposed approach include simplicity, absence of secular components, and independence from perturbation parameters.

11

Numerical modeling of the solidification process in a mold-casting system with a gaseous gap

Węgrzyn-Skrzypczak Ewa, Skrzypczak Tomasz, Sowa Leszek

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2025

|

Vol. 24, nr 1

69--77

EN

The paper focuses on the numerical modeling of the solidification process, with particular emphasis on the key physical phenomenon of heat transfer within the mold-casting system. This process is influenced by the presence of a gaseous gap, which introduces thermal resistance at the interface and affects the solidification rate. The numerical model is developed using the Finite Element Method (FEM), with separate spatial discretizations for both the casting and the mold. Additionally, the thermal expansion of these regions, caused by temperature-dependent volume changes, is accounted for. The model utilizes two distinct meshes to compute the evolving temperature fields. Heat exchange between the cast- ing and the mold is governed by boundary conditions linking the two regions. The solution is computed incrementally, with each region being solved independently at each time step. This paper describes the main assumptions of the mathematical and numerical models and presents the comparison of results of three simulation variants carried out using a custom- -built program.

12

Analiza rozkładu sił w śrubach w doczołowym połączeniu belki ze słupem

Ostrowski Krzysztof

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 3

222--229

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej wybranej konfiguracji śrubowego połączenia doczołowego belki ze słupem, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu modelu zniszczenia na wartości i rozkład sił osiowych w śrubach. Przedstawiono definicję zdolności do obrotu węzła opartą na kryterium maksymalnej wartości siły, jaką może przenieść śruba w badaniu laboratoryjnym. Dla uśrednionej maksymalnej wartości sił w śrubach (śruby M20, kl. 10.9) przyjęto współczynnik redukcyjny γBT o wartości 0,90 w celu wyeliminowania odkształceń plastycznych. Wartość siły γBT = 240 kN została przyjęta jako referencyjna do wyznaczenia kąta granicznego φu. Analizie poddano połączenie słupa o przekroju HEB500 w konfiguracji z belką o przekrojach: HEA280, HEA300, HEA320, HEA340, HEA360 oraz HEA400. W tej konfiguracji wykonano analizę numeryczną z zastosowaniem blachy czołowej o grubości tp równej 12, 15 i 20 mm. Do budowy modelu numerycznego wykorzystano wyniki uzyskane w procedurze dostrajania modeli numerycznych opartej na wieloetapowej walidacji hierarchicznej. Analiza rozkładu sił w śrubach dla trzech różnych grubości blach czołowych (20, 15 i 12 mm) pozwoliła szczegółowo ocenić wpływ sztywności węzła na efektywność przenoszenia obciążenia przez poszczególne rzędy śrub. W konfiguracjach charakteryzujących się dominującym uplastycznieniem płyty czołowej oraz znaczną rotacją sprężysto-plastyczną obserwuje się korzystną redystrybucję sił pomiędzy śrubami. Konfiguracje węzłów, które cechują się znaczną nośnością, nie wykazują dużego przyrostu zdolności obrotowej. Są to przypadki, w których decydujące znaczenie ma model zniszczenia spowodowany uplastycznieniem śrub. Wprowadzenie definicji kąta obrotu węzła na podstawie wyników laboratoryjnych badań siły granicznej w śrubie (90% średniej siły zrywającej M20 klasy 10.9, ISO 4014) umożliwiło wprowadzenie obiektywnego kryterium oceny zdolności rotacyjnej połączenia.

EN

The article presents the results of a numerical analysis of a selected configuration of a bolted end-plate beam-to-column connection, with particular emphasis on the influence of the failure model on the values and distribution of axial forces in the bolts. A definition of the joint rotation capacity is given, based on the criterion of the maximum force a bolt can sustain in laboratory testing. For the average maximum force in bolts (M20, grade 10.9), a reduction factor γBT of 0.90 was adopted to eliminate the occurrence of plastic strain. The force value γBT = 240 kN was taken as a reference for determining the ultimate rotation angle φu. The analysis involved a column with a HEB500 cross-section, connected to beams with cross-sections HEA280, HEA300, HEA320, HEA340, HEA360, and HEA400. Numerical simulations were performed using end plates with thicknesses of 12, 15, and 20 mm. The model was built based on the results of a calibration procedure involving multi-stage hierarchical validation. The force distribution in bolts was analyzed for the three different plate thicknesses (20, 15, and 12 mm), allowing for a detailed assessment of the influence of joint stiffness on the load transfer efficiency by individual bolt rows. In configurations characterized by dominant end-plate yielding and significant elastic-plastic rotation, a favorable redistribution of forces among bolts is observed. Connections that exhibit high load-bearing capacity do not show significant increases in rotation capacity. These are cases where the failure mode, governed by bolt yielding, becomes the decisive factor. The introduction of a joint rotation angle definition, based on laboratory test results of the ultimate bolt force (90% of the average failure load for M20 bolts, grade 10.9, ISO 4014), enabled the establishment of an objective criterion for evaluating the rotation capacity of the connection.

13

Analiza numeryczna efektów uderzenia pociskiem stalowym oraz lodowym na podstawie założeń normy PN-EN ISO 9806

Kozłowski Marcin, Gawron Łukasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 2

128--132

PL

Norma PN-EN ISO 9806 wyróżnia dwie podstawowe metody badania kolektorów słonecznych na uderzenie gradem: uderzenie kulą lodową z dużą prędkością oraz zrzut kuli stalowej z wysokości do 2 m. W artykule przedstawiono wstępnie badania porównujące efekty uderzenia kulą stalową oraz lodową w blachę stalową, które przedstawiają podstawowe różnice w badanym zjawisku. Analizę porównawczą przeprowadzono za pomocą symulacji numerycznej, stosując Metodę Elementów Skończonych oraz metodę bezsiatkową Smoothed-particle hydrodynamics, a także wykorzystując metodę explicit w oprogramowaniu Ansys LS-Dyna. W wyniku przedstawionych analiz wykazano silną konserwatywność uproszczonej metody badawczej (zrzut kuli stalowej) w stosunku do metody podstawowej (uderzenie kulą lodową z dużą prędkością). Maksymalne ugięcia blachy stalowej uderzonej kulą stalową charakteryzowały się wartościami zawyżonymi o 49% w stosunku do uderzenia pociskiem lodowym. Rozkłady naprężeń oraz odkształceń również w sposób znaczący wskazywały na silną konserwatywność uderzenia kulą stalową. Na podstawie zachowania się pocisków w czasie trwania zderzenia wywnioskowano, że główną przyczyną różnic w uzyskanych wynikach jest odmienna charakterystyka zastosowanych materiałów w zakresie rozproszenia energii kinetycznej. Pocisk lodowy wykazał silne zniszczenie w całej objętości, rozpraszając energię w procesie pękania oraz rozpadu pocisku. Pocisk stalowy wykazał wyłącznie lokalne uplastycznienie, znacząco słabiej rozpraszając energię uderzenia. Badanie odporności kolektorów słonecznych przez upuszczanie kuli stalowej jest podejściem atrakcyjnym pod kątem kosztów badań z uwagi na brak konieczności stosowania drogiej aparatury badawczej. Symulacja numeryczna wskazała jednak na znaczną konserwatywność tego podejścia, co może skutkować zaniżoną ekonomicznością projektowanych kolektorów słonecznych.

EN

The PN-EN ISO 9806 standard distinguishes two methods for testing solar collectors for hail impact: high-velocity ice ball impact and the drop of a steel ball from a height of up to 2 meters. The article presents initial studies of a comparison of the effects of steel and ice ball impacts on a steel sheet, highlighting the fundamental differences in the investigated phenomenon. The comparative analysis was conducted using numerical simulations with the Finite Element Method and the meshless Smoothed-Particle Hydrodynamics (SPH) method, employing the explicit approach in Ansys LS-Dyna software. The analyses demonstrated the strong conservatism of the simplified testing method (steel ball drop) compared to the primary method (high-velocity ice ball impact). The maximum deflections of the steel sheet caused by the steel ball impact were overestimated by 49% compared to the ice projectile impact. The stress and strain distributions also significantly indicated the strong conservatism of the steel ball impact. Based on the behavior of the projectiles during the collision, it was concluded that the main cause of the differences in the obtained results is the distinct energy dissipation characteristics of the materials used. The ice projectile demonstrated significant damage throughout its entire volume, dissipating energy through cracking and fragmentation. The steel projectile, on the other hand, showed only local plastic deformation, dissipating the impact energy much less effectively. Testing the resistance of solar collectors by dropping a steel ball is a cost-effective approach due to the absence of the need for expensive testing equipment. However, the numerical simulation indicated a significant conservatism of this approach, which may result in a reduced economic of the designed solar collectors.

14

Numerical simulation of nuclear blast wave impact on protective elements of anthropogenic structures

Kosiuczenko Krzysztof

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2025

|

Nr 1

12--22

EN

The paper presents the use of LS-DYNA software for numerical simulation of nuclear blast wave effects on protective structures. Brode's function was employed for blast wave modeling, and the Johnson-Cook material model was used to describe steel behavior. The results indicate the effectiveness of combining empirical methods with advanced numerical models in analyzing these types of phenomena.

15

Weight optimization of leaf spring assembly using design for manufacturing approach and FEM in graduated leaves for Electric Vehicle

Khan Mohammed Irfan, Soni Shubham, Patel Anil, Nayak Chitresh

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2025

|

Vol. 30, no. 1

89--100

EN

The aim of this study is to determine the ideal stress distribution for a multi-Leaf Spring assembly using finite element analysis. Furthermore, the topology enhanced model, based on associate load is included in this research work. This work is carried out by considering two different techniques involving design for manufacturing (DFM) after the attainment of results from topology optimization. The vehicle's overall load is bear by the main leaf spring and graduated leaves are used to support the main leaf thus the prospective techniques intend to create holes across the graduated leaves and cut a custom slot along the graduated leaves of the spring assembly. The disclosure manifest that it is feasible to lessen the leaf spring assembly weight in order to create a lightweight, structurally sound design and reduce energy consumption that can be employed to heavy-duty commercial electric vehicles. The suggested techniques promisingly anticipate that a significant proportion of weight deduction of about 3.4 percent with holes and 17.34 percent with slots can be attained in multi-leaf spring assembly.

16

Automatic Estimation of Factor of Safety for Tailings Storage Facilities Using Neural Networks

Stachowiak Maria, Stefaniak Paweł, Protasiuk Rafał, Bursa Bartłomiej

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2025

|

nr 1-2

61--73

EN

The stability of tailings storage facilities (TSFs) is crucial for preventing failures that can lead to severe environmental and economic consequences. This research was conducted as part of the SEC4TD project, which aims to enhance TSF safety through advanced technologies. The project integrates IoT sensors, finite element method (FEM) simulations, and neural networks to automate the calculation of the factor of safety (FoS). The system starts with real-time water level readings from piezometers, which are processed by a trained neural network to estimate the FoS. Initially, a direct FEM-based approach was tested but proved impractical due to computational complexity and frequent convergence issues, requiring constant engineering supervision. To address this, an alternative framework was developed: engineers first analyze TSF cross-sections and generate multiple FEM models with varying water levels. The results of these simulations serve as training data for a neural network, which then enables rapid and reliable FoS predictions without the need for real-time FEM computations. In this article, the complete framework for integrating FEM-based FoS calculations with neural networks is presented, detailing the methodology, training process, and implementation. This approach allows for real-time safety assessments, providing TSF management teams with both sensor data and automated risk analysis, ultimately improving decision-making and increasing TSF security.

PL

Stateczność obiektów unieszkodliwiania odpadów wydobywczych (OUOW) ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania awariom mogącym prowadzić do poważnych skutków środowiskowych i ekonomicznych. Praca została zrealizowana w ramach projektu SEC4TD, którego celem jest zwiększenie bezpieczeństwa OUOW poprzez zastosowanie nowoczesnych technologii. Opracowany system integruje czujniki IoT, symulacje metodą elementów skończonych (MES) oraz sieci neuronowe w celu automatyzacji obliczania współczynnika stateczności (FoS). System rozpoczyna pracę od pozyskania w czasie rzeczywistym danych o poziomie wody z piezometrów, które są następnie przetwarzane przez wytrenowaną sieć neuronową w celu oszacowania FoS. Początkowo testowano bezpośrednie podejście oparte na MES, jednak ze względu na złożoność obliczeniową oraz częste problemy z zbieżnością, wymagające stałego nadzoru inżynierskiego, okazało się ono niepraktyczne. W związku z tym opracowano alternatywną metodę: inżynierowie analizują przekroje OUOW i generują wiele modeli MES z różnymi poziomami wody. Wyniki tych symulacji służą jako dane treningowe dla sieci neuronowej, która umożliwia szybkie i wiarygodne prognozowanie FoS bez konieczności przeprowadzania obliczeń MES w czasie rzeczywistym. W artykule przedstawiono pełne ramy integracji obliczeń MES z sieciami neuronowymi, opisując metodykę, proces uczenia oraz implementację rozwiązania. Zaproponowane podejście umożliwia dokonywanie ocen bezpieczeństwa w czasie rzeczywistym, dostarczając zespołom zarządzającym OUOW zarówno danych pomiarowych, jak i automatycznej analizy ryzyka, co znacząco wspiera proces decyzyjny i zwiększa bezpieczeństwo obiektów.

17

Pattern-Based Approach to Topology and Geometry Optimization of Steel Building Structures

Lax Artur, Milewski Sławomir

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2025

|

Vol. 32, no. 2

179--211

EN

This research primarily focuses on evaluating the effectiveness of various methodologies for the topological and geometrical optimization of steel building structures through parametric descriptions. The study specifically addresses steel trusses, frames, and beams, emphasizing their integration within the broader structural system. Initial investigations have highlighted the benefits of an innovative pattern-based approach that segments the structure into distinct patterns, namely groups of structural elements subjected to localized optimization. This method effectively overcome the challenges of global parameter optimization, by providing enhanced control over local criteria and enabling a more detailed assessment of each pattern’s contribution to global optimization objectives. Building on these insights, the research seeks to advance and refine the concept of patterns, aiming to further enhance their applicability and efficiency in structural optimization.

18

Numerical and Experimental Validation of Homogenization Techniques for Bubble Deck Slabs

Garbowski Tomasz, Staszak Natalia, Kostrzewski Wojciech, Szymczak-Graczyk Anna

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2025

|

Vol. 35, no. 1

230--249

EN

This study investigates the deflection behaviour of Bubble Deck slabs using numerical and experimental approaches. Two techniques – numerical homogenization and 3D cross-sectional integration – are applied to derive equivalent properties for simplified finite element models. A scaled slab specimen (1020×2040×60 mm) with a reinforcement mesh of Ø4 bars spaced at 30 mm (top and bottom) and plastic spheres (Ø40 mm, spaced at 60 mm) is tested under self-weight and a mid-span linear load. The slab, simply supported on two shorter edges, is modelled both in full 3D and using simplified 2D model with homogenized parameters. Experimental deflections are compared with numerical and analytical/theoretical predictions to validate the proposed techniques, demonstrating their effectiveness in simplifying structural analyses while maintaining accuracy.

19

New technique for sharpening ultra-thin wires for the drawing process: incremental furnace stretching

Kustra Piotr, Milenin Andrij

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 2

art. no. e153425

EN

In the wire drawing process, the wire is subjected to sharpening before each drawing. Traditional methods for sharpening wires involve one of the following techniques: crimping, grinding, rolling, chemical etching, or stretching within a furnace. Wire sharpening becomes especially difficult in the manufacture of ultra-thin wire. This study proposes and examines a novel technique for sharpening thin and ultra-thin wires through specialized stretching in a furnace. This study proposes and investigates a new technique for sharpening thin and ultra-thin wires based on stretching them in the furnace. Using a rheology-based concept of wire deformation during stretching, this study offers a substantial enhancement in the maximum attainable thinning of the wire during sharpening. Technically, this advancement is achieved by transitioning from a single-stage stretching process to an incremental one, characterized by small increments of deformation at each stage. In addition to incremental stretching, the proposed method includes simultaneous movement of the wire through a continuous micro furnace, repeated at each stage of elongation, which achieves thinning of the wire end of a given length. This study theoretically and experimentally explores further potentialities of this approach concerning the fabrication of ultra-thin wire. The findings show that the effectiveness of the proposed method strongly depends on the shape of the stress-strain curve of the wire material. For example, the conducted research demonstrated that this method is more effective for brass than for copper wire.

20

Equilibrated residual method for estimation of modelling and approximation errors in complex piezoelectric models

Zielińska Magdalena, Zboiński Grzegorz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 2

art. no. e153228

EN

The article presents the equilibrated residual method (ERM) of error estimation in coupled problems in the case of complex piezoelectric models. These models include hierarchical, first-order, and transition models within the mechanical field of displacements, as well as hierarchical models within the electric field of potential. Three (classical, modified and enhanced) transition models are considered. The paper presents a variational formulation of the model problem of general piezoelectricity in the case of complex piezoelectric models and the finite element approximation of this problem. Next, the equilibration residual method for coupled problems of piezoelectricity and complex piezoelectric models is presented. The mechanical, electric and coupled parts of the modelling, approximation and total error estimators, and true errors are given. Effectivity indices (the ratio of estimated error to true error) are used to assess the quality of error estimation in the case of three error parts and three types of error for the complex models of piezoelectric plates. The effectivity results for simple piezoelectric models and uncoupled problems of elasticity and dielectricity are applied as references.