W artykule zaprezentowano nową metodę optymalizacji konstrukcji przy zastosowaniu optymalizacji topologicznej. Metoda pozwala uzyskać rozwiązania spełniające przyjęte ograniczenia technologiczne i wytrzymałościowe w pierwszym kroku bez konieczności żmudnego dostosowywania kształtu do postaci nadającej się do wytwarzania. Jak potwierdzają wyniki z przeprowadzonych testów, nowa metodyka umożliwia uzyskanie rozwiązań efektywnych, czyli lekkich i zwartych konstrukcji spełniających przyjęte ograniczenia i nadających do bezpośredniego wytwarzania technologia przyrostową.
EN
In the article, a new method for structural design using topological optimization is proposed. The method allows obtaining solutions that meet the adopted manufacturing and endurance constraints in the first step without the need of shape adjusting process to form suitable for production. As it is illustrated in the carried out tests, the proposed methodology allows to obtain effective solutions: lightweight and compact structures that meet the assumed constraints and give the possibility to direct fabrication by additive manufacturing.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ważnym problemem dotyczącym konstrukcji nowoczesnych turboodrzutowych silników lotniczych jest efektywne chłodzenie komór spalania, realizowane poprzez otwory efuzyjne. Kanały takie, drążone laserowo, stanowią jednak poważne wyzwanie metrologiczne ze względu na niewielką średnicę (poniżej 1 mm), nieregularny kształt i kątową orientację względem powierzchni. Pomiary metodami kontaktowymi CMM są więc czasochłonne, obarczone znaczną niepewnością pomiaru oraz ryzykiem uszkodzenia trzpienia pomiarowego. W artykule porównano dwie metody skanowania triangulacyjnego powierzchni komory spalania silnika z kątowymi otworami efuzyjnymi (w kierunku normalnym do powierzchni oraz współosiowo z otworem). Ponadto oceniono cztery opracowane algorytmy przetwarzania danych pomiarowych, których celem jest wyznaczenie położenia i średnicy otworów. Wskazano na problem zakłóceń dotyczących pomiaru i przetwarzania danych.
EN
An important problem of modern aero-engines’ construction is effective cooling of combustor liner attained by effusion holes. The laser-drilled channels are a critical metrological challenge resulting from their small diameter (below 1 mm), irregular shape and angular orientation to the surface. Hence, in this case, the tactile CMM measurement methods are timeconsuming, error-susceptible and hazardous to the measuring stylus. The paper compares two methods of triangulation scanning of the surface of the engine combustion chamber with angular effusion holes (according to normal to surface and coaxially with hole). Additionally, four algorithms for processing measurement data were developed and evaluated, aiming at determination of the position and holes diameter. The paper also discusses the problem of measurement and calculation disturbance.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Projektowanie przegród zewnętrznych budynku drewnianego powinno uwzględniać obowiązujące przepisy prawne i wytyczne m.in. w zakresie wymagań cieplno-wilgotnościowych. W pracy przedstawiono analizę przepisów prawnych, charakterystykę budownictwa drewnianego oraz wyniki obliczeń cieplnych wybranych rozwiązań materiałowych ścian drewnianych w technologii szkieletowej.
EN
Design of the external envelope of a wooden building should account for the applicable regulations and guidelines, including those regarding temperature and humidity requirements. This paper presents the analysis of the legal regulations, description of construction of wooden buildings, and the results of calculations of thermal performance of selected materials for wooden walls in timber frame technology
Opisano sposób szacowania trwałości zmęczeniowej próbek cylindrycznych wykonanych ze stali SUS304 w warunkach cyklicznego proporcjonalnego rozciągania-ściskania ze skręcaniem. Badania zmęczeniowe analizowanego materiału przeprowadzono w podwyższonej temperaturze (923K). W artykule przedstawiono porównanie trwałości zmęczeniowej obliczonej wg modelu Carpinteriego oraz modelu własnego. Oba modele bazują na koncepcji płaszczyzny krytycznej. Na przykładzie projektowania zmęczeniowego pokazano, jaki wpływ na kształtowanie się konstrukcji mają analizowane kryteria.
EN
The paper concerns the estimation of fatigue life of cylindrical specimens made of steel SUS304 under cyclic proportional tension-compression and torsion. Fatigue tests were performed at elevated temperature (923 K). The paper presents a comparison of the fatigue life calculated by own model and model of Carpinteri. Both models are based on the concept of the critical plane. In the example of the fatigue design, the impact of examined criteria on the structure shaping is shown.
Due to growing requirements concerning quality of products in food industry, it becomes important to introduce new, efficient, objective and repeatable automated methods of quality inspection. Agricultural products, such as cereal grains, are particularly difficult for automated inspection. This paper presents the results of experimental studies on the development of automated methods of manipulation and image acquisition of cereals, which can be used in machine vision systems for quality evaluation. Experimental studies were carried out on samples of brewing barley. The proof-of-concept evaluation of several methods was performed, on the basis of which the solution was chosen, based on the interaction of the screw and vibration feeders and bilateral image acquisition on moving transparent surface.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W zautomatyzowanych stanowiskach do napawania laserowego stosuje się obrabiarkę CNC lub robota. Jakość uzyskanej warstwy napawanej w dużej mierze zależy od dokładności pozycjonowania głowicy. Zmiany geometrii obiektu wynikające z naprężeń oraz masy napoiny mogą doprowadzić do znacznych, dynamicznych deformacji geometrii przedmiotu obrabianego. Zautomatyzowany system napawania powinien być wyposażony w system nadążnego pozycjonowania głowicy. Do określenia prawidłowej pozycji opracowano sensor triangulacyjny i algorytm dynamicznego dopasowania modelu obiektu. System pozycjonowania został zintegrowany z układem sterowania robota obróbkowego.
EN
Laser cladding is usually realized on a CNC machine or on a robotic arm. The quality of track depends on the accuracy of head’s positioning. Any change of its distance influences the track’s width. Inaccurate positioning causes irregularities of tracks arrangement and thus the layer thickness. Automated cladding system should therefore be equipped with a tracking system for positioning of the head. A dedicated vision system has been developed to determine the correct position of the head. It uses the laser triangulation principle and is equipped with an algorithm for fitting the workpiece’s model to the acquired 3D data. The positioning system has been integrated with the robot’s control system.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodę oraz stanowisko do przemysłowej kontroli poprawności kalibracji ciekłokrystalicznych matryc termochromowych (TLC) do celów diagnostyki medycznej. Opracowane stanowisko składa się ze stolika grzejnego oraz układu akwizycji obrazów wraz z procesem korekcji, transformacji i wizualizacji wyników. Przedstawiono sposób inspekcji odpowiedzi barwowej matrycy względem kalibracji referencyjnej, ukazując przykładowe błędy dotyczące zakresu temperaturowego oraz parametrów kolorymetrycznych.
EN
The article presents a method and a test stand for industrial control of calibration accuracy of the thermochromic liquid crystal matrices (TLC) for the purpose of medical diagnosis. The developed test stand consists of a heating table and a system of image acquisition along with the process of correction, transformation and visualization of results. The paper demonstrates the way of inspection of the color matrix responses relatively to calibration reference, showing examples of errors concerning the temperature range and colorimetric parameters.
Podczas trwającej ponad 50 lat eksploatacji złoża rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej została zgromadzona ogromna ilość danych geologicznych i informacji o budowie geologicznej złoża, łitołogii skał złożowych oraz o parametrach jakościowych kopaliny. Dane uzyskane dzięki systematycznemu opróbowaniu złoża, wykonywanemu w wyrobiskach górniczych, są gromadzone z bazach danych geologicznych. Oznaczenia makroskopowe odmian litologicznych skał budujących złoże stosowane w praktyce geologicznej dotąd opierały się o określenia trzech głównych typów rud miedzi: ruda węglanowa (węglany - w), ruda łupkowa (lupki -1) i ruda piaskowcowa (piaskowce - p). Obecnie trwają prace zmierzające do zasilenia Bazy Danych Geologicznych (BDG) informacjami o tzw. szczegółowej łitołogii, co oznacza poszerzenie podstawowej nazwy skały (dolomit, lupek, piaskowiec) o dodatkowe cechy makroskopowe opisywane w postaci przymiotników np. piaskowiec ilasty.
EN
During over 50 years of exploitation of the copper and silver deposits of Fore-Sudetic Monocline, the enormous amount of geological data was gathered, concerning geological framework, lithology of hoisting rocks and quality parameters of ore. The data acquired by systematic sampling in mining drifts are collect in geological data bases. The macroscopic descriptions of lithological variations of hoisting rocks, were based on three basic types of ores: carbonate ore, shale ore and sandstone ore. At present there are some activities initiated to introduce to Geological Data Base an extra information about detailed lithology. That means extending the basic name of hoisting rock (carbonate, shale, sandstone) of additional macroscopic features e.g. clayey sandstone
This paper sets out to describe a multi-constrained approach to topology optimization of structures. In the optimization, a constant criterion surface algorithm and the multi-constraint procedure is used. The multi-constraint procedure consists of constraints normalization and equivalent design space assembling. The work is illustrated by an example of the L-shaped domain optimization with the horizontal line support and complex loads. The example takes into consideration stress, fatigue and compliance constraints. The separate and simultaneous application of constraints resulted in significant differences in structure topology layouts. The application of a fatigue constraint gave more conservative results when compared to static stress or compliance limitations. The multi-constrained approach allowed effectively lowering the mass of the structure while satisfying all constraints.
W artykule przedstawiono opracowane, dedykowane metody oświetlania i akwizycji obrazów oraz algorytmy widzenia maszynowego dla wyrobów metalowych, takie jak: metodę wykrywania wad materiałowych i kształtu na powierzchniach silnie refleksyjnych, metodę wykrywania subtelnych wad powierzchni wynikających z błędów technologicznych np.: od narzędzia obróbkowego oraz metodę detekcji rozwarstwienia materiału z wykorzystaniem kamery matrycowej i fotometrii. Opracowane algorytmy zostały zaimplementowane w trzech urządzeniach do automatycznej kontroli jakości czół wałeczków łożysk tocznych.
EN
The paper presents developed, dedicated methods for lighting and imagining as well algorithms for material faults and shape of very specular surfaces, fine surface faults identification, caused by cutting tool, and approach for delamination or scab recognition, which is based on matrix camera and photometry. The developed algorithms have been implemented in three machines for automatic quality control for roller bearings.
W artykule zaprezentowano przykładową koncepcję systemu identyfikowalności produktów (ang. traceability) zastosowanego w przemyśle motoryzacyjnym. Szczególną uwagę zwrócono na funkcjonalność takiego systemu w zakresie lokalnym, obejmującym linię lub gniazdo produkcyjne. Na początku artykułu wyjaśniono pojęcie "traceability" - identyfikowalność - i jej znaczenie w przemyśle, a także szczegółowe funkcje lokalnego systemu traceability. W dalszej części artykułu opisano przykład zastosowania takiego systemu w przedsiębiorstwie z branży motoryzacyjnej (dostawca komponentów) z gniazdową formą organizacji produkcji. Podano schemat rozważanego gniazda produkcyjnego wraz z niezbędnym do funkcjonowania systemu sprzętem i oprogramowaniem. W dalszej części artykułu zamieszczono opis rozważanego systemu z punktu widzenia rodzaju i znaczenia wymienianych i rejestrowanych danych. Artykuł kończy się wnioskami dotyczącymi przyczyn stosowania oraz pożyteczności lokalnych systemów traceability.
EN
The article presents an example of the concept of system for traceability of products used in the automotive industry. Particular attention was paid to the functionality of such a system involving the local production line or cell. At the very beginning the article explains the concept of traceability and its importance in the industry as well as the detailed functions of the local system of traceability. Further this article describes an example of such a system in the company of the automotive sector (supplier of components), which uses the cell form of production organisation. Further the scheme of considered production cell with he hardware and software necessary as well as a description of the considered system from the perspective of the nature and meaning of data exchanged and registered was presented. The article ends with conclusions on the causes of application and usefulness of local systems of traceability.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono znaczenie pianki poliuretanowej, a także opisano podstawy jej produkcji. Zaprezentowano wymagania dla systemu informatycznego, który mógłby wspomagać technologów w procesie przygotowywania receptur technologicznych do produkcji pianki poliuretanowej do zastosowań w branży meblarskiej. Narzędzie takie powinno być kompletne i stanowić rodzaj zaawansowanego kalkulatora do obliczeń wielu ważnych parametrów procesu produkcyjnego w ramach receptury, aby móc produkować piankę o odpowiednich własnościach. Opisano również prototypową aplikację komputerową spełniającą te wymagania.
EN
In the article meaning of polyurethane foam as well as basics of its production was presented. Requirements for computer system, which could support a technologists during the process of technological recipes preparation for production of polyurethane foams to be applied in furniture industry, was presented. This tool should be complete and should be an advanced calculator to calculate several important parameters of production process within a recipe to be able to produce a foam of appropriate features. A prototype computer application fulfilling the requirements was described as well.
The paper describes a two-stage approach to optimization of thin-walled structures. The optimization procedure takes into consideration highcycle fatigue constraints. Hence, Dang Van's criterion for fatigue damage estimation is used. In the first stage of optimization, a parametric model and evolutionary algorithms are used. The topology optimization method is applied in the second stage. The work is illustrated by an example of optimization of a thin-walled mechanical structure subjected to high-cycle load conditions. In both stages of the optimization, the same parametric FE model, boundary conditions and constraints were used. The topology optimization applied in the second stage of optimization significantly improved the final result. The optimization methodology allowed to effectively lower the mass of the structure maintaining its durability on an established level.
PL
Artykuł opisuje dwuetapowe podejście do optymalizacji konstrukcji cienkościennych uwzględniające wysoko-cyklowe ograniczenia zmęczeniowe. Do oszacowania uszkodzenia zmęczeniowych w procedurze optymalizacyjnej użyto hipotezy Dang Van'a. W pierwszym etapie optymalizacji został zastosowany model parametryczny oraz algorytmy ewolucyjne. W etapie drugim wykorzystano metodę optymalizacji topologicznej. Działanie algorytmu optymalizacyjnej zilustrowana na przykładzie cienkościennej konstrukcji mechanicznej poddanej wysoko-cyklowemu reżimowi obciążeń. Dla obu etapów optymalizacji użyto tego samego model parametrycznego MES oraz takich samych warunków brzegowych i ograniczeń. Zauważono, że zastosowana w drugim etapie optymalizacja topologiczna znacząco poprawiła końcową wartość funkcji celu. Zaprezentowana w pracy metodyka optymalizacyjna pozwoliła skutecznie obniżyć masę konstrukcji, utrzymując jej trwałość zmęczeniową na założonym poziomie.
Trwałość i bezpieczeństwo jest istotną kwestią dla pojazdów podlegających modernizacji. Do przeprowadzania analizy trwałości zmęczeniowej niezbędne jest dokładne przebadanie charakterystyki dynamicznej pojazdu przed i po modernizacji. W artykule na przykładzie konstrukcji lokomotywy manewrowej przedstawiono propozycje metodyki badań symulacyjnych dynamiki pojazdów szynowych podlegających modernizacji. Procedura badawcza obejmuje wykorzystanie parametryzacji modelu CAD 3D i MBS konstrukcji pojazdu, co umożliwia równoległą analizę dynamiki dla konstrukcji przed i po modernizacji. Dane z modelu CAD są przenoszone do modelu MBS, gdzie dodatkowo uwzględnia się rzeczywisty profil nierówności toru. Wyniki analizy MBS w postaci przebiegów sił dla obu typów konstrukcji mogą zostać wykorzystane do dalszych badań prototypowych. Zastosowanie zaproponowanej metodyki umożliwia szybką i efektywną analizę wpływu zmian konstrukcyjnych na dynamikę i trwałość pojazdu szynowego.
EN
The durability and safety are important problems for modernised vehicles. For performing the fatigue durability analysis, it is necessary to do a precise examination of the dynamics of a vehicle before and after modernisation. In the article, a methodology proposal of simulating investigations of rail vehicles dynamics is presented. The methodology is illustrated using the example of a modernised shunter locomotive. The investigative procedure comprises the utilisation of a parametric 3D CAD model and parametric MBS model of vehicle design. This makes a concurrent analysis of vehicle dynamics before and after modernisation possible. The data from the CAD model are transferred to the MBS model where real profile of irregularities of railway track is additionally taken into consideration. The MBS analysis results in the form of force-time domain histories for both types of vehicle designs can be used for the next prototype investigations. The use of the proposed methodology makes possible the fast and effective analysis of the influence of design changes on the dynamics and durability of rail vehicles.
W artykule przedstawiono propozycje metodyki analizy trwałości zmęczeniowej pojazdów podlegających modernizacji. Zaproponowany algorytm obliczeniowy trwałości zmęczeniowej opiera się na wykorzystaniu parametrycznego modelu MES. Pozwala to na analizę zmęczeniową pojazdu przed i po modernizacji na jednym modelu, co umożliwia obliczenia kumulacyjnej macierzy uszkodzeń dla pełnego cyklu eksploatacji. Na przykładzie modernizacji lokomotywy manewrowej zaprezentowano praktyczną realizację działania algorytmu. Uzyskane wyniki pozwalają wnioskować o przydatności proponowanej metodyki w zapewnieniu bezpieczeństwa modernizowanych pojazdów szynowych.
EN
In the paper, an algorithm of fatigue durability analysis of vehicles subjected modernisation was proposed. The proposed computational framework of durability analysis is based on the utilisation of a parametric FEM model. Utilisation of a common FE model makes calculations possible of the cumulative damage matrix of the full life cycle. The practical realisation of methodology was illustrated by the example of the modernisation of a shunter locomotive. The results obtained show the high effectiveness of the proposed methodology in assurance of the safety of modernised railway vehicles.
W artykule przedstawiono propozycje prostego w aplikacji algorytmu optymalizacji topologicznej z ograniczeniem naprężeniowym. Procedura optymalizacyjna została zaimplementowana do programu MES w postaci skryptu. Metodykę optymalizacji topologicznej zilustrowano przykładem optymalizacji konstrukcji pojazdu samochodowego z uwzględnieniem złożonego zestawu obciążeń. Badania optymalizacyjne wykazały dużą efektywność działania proponowanej metodyki zarówno z punktu widzenia obniżenia masy konstrukcji, jak i poprawy jej własności wytrzymałościowych. Zaproponowany algorytm optymalizacyjny dzięki swej prostocie i efektywności powinien znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle.
EN
In the article a simple in application algorithm of topology optimization with stress constraint was presented (see Fig. 1). An optimization procedure in form of a FEM program script was built. The methodology of topology optimization was illustrated by an example of optimization of road vehicle structure subjected to complex load conditions. The optimization investigations shows high efficiency of proposed methodology both, from point of view of mass decreasing, and improvement of durability of the structure(see Fig. 2, 4). Proposed optimization algorithm, thanks to its simplicity and efficiency, should find wide application in industry.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Proces cięcia za pomocą pił tarczowych wymaga dużych prędkości obrotowych narzędzia, w wyniku których jest ono poddawane zmiennym warunkom, które wynikają z występowania sił pomiędzy zębami a ciętym materiałem. Siły te mogą być dużo większe przy braku płaskości piły. Już przy najmniejszym wychyleniu powstaje moment siły uginający tarczę. Moment ten będzie wzrastał wraz z głębokością cięcia. Rezultatem ugięcia jest zbaczanie tarczy z prawidłowej linii cięcia, tarcie o powierzchnię materiału powodujące nagrzewanie tarczy, wpływające ujemnie na jej trwałość.
EN
Cutting process with the use of circular saw requires high rotational speed of tool, which results in variable conditions of tool operation due to the forces between saw teeth and material cut. These forces can be much greater when lack of flatness and saw whipping occur, and thus causing creation of moment of force which bends the saw-blade disk. As a result of deflection the disk deviates from the proper cutting line, the friction between the disk and material arise causing disk heating which reduces its durability. Therefore it is essential to ensure the whipping values and disk flatness deviations to be as low as possible. The article covers the method of flatness and whipping measurement, consisting in rotating disk surface scanning with the use of laser micro-displacement detectors located on the linear drive.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono rozwiązanie systemu komputerowego o rozproszonej i elastycznej strukturze, wspomagającego znakowanie produktów etykietami w przedsiębiorstwach przemysłowych. Opisano budowę linii produkcyjnej do znakowania produktów oraz system znakowania możliwy do zastosowania w przedsiębiorstwach o określonym profilu produkcji.
EN
Explained is an exemplary solution of a flexible distributed computer system designed to aid product labeling operations in industrial plants. Also provided is a description of a product labeling production line complete with labeling system suitable for application in plants of a specific production range.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł prezentuje zastosowanie przenośnych analizatorów rentgenowskich małej mocy w bieżącym rozpoznawaniu złoża wraz z postępem robót górniczych, a także prace zmierzające do wykorzystania pomiarów do dokumentacji złoża eksploatowanego przez KGHM Polska Miedź S.A. Przenośne analizatory XRF umożliwiają szybki dostęp do danych o koncentracji miedzi i innych pierwiastków, co umożliwia w konsekwencji, sterowanie produkcją i ograniczenie wydobycia skały płonnej. Instrumenty wykazały swoją efektywność zarówno w analizie próbek proszkowych rudy, jak i pomiarów masywnych próbek skalnych. Z doświadczeń wynika, że szybkość pomiaru pozwała używać instrument w sytuacjach, kiedy szybki dostęp do informacji o koncentracji metalu w rudzie i skałach około złożowych jest potrzebny. Na tej podstawie można podejmować decyzje, mające wpływ na jakość produkcji Oddziału Górniczego.
EN
The paper presents field portable X-ray fluorescence spectrum analyzers as apart of grade control activities at KGHM Polish Copper S.A. mining operations. Field portable XRF delivers rapid access to geochemical data and as a consequence, rapid prospecting ore data. These instruments have been shown to provide accurate, quantitative chemical analysis of powdered, and in situ solid ore samples. It indicates that there is definite potential for portable XRF to play a role as a rapid analytical tool to assist mine grade control sample turnaround where this can improve operational efficiency. The type of operation to benefit the new method of sampling dependent to the mining method and necessity for rapid access to sampling data and data quickly required to make informed decision.
W artykule przedstawiono optymalizację struktur nośnych pojazdów szynowych. Zadaniem optymalizacji było znalezienie minimalnej masy struktury pod uwzględnieniu parametru stanu w postaci naprężenia zastępczego Hubera-Misesa-Hencky’ego. Do budowy modelu pojazdu użyto parametryczną analizę MES. W trakcie optymalizacji wzięto pod uwagę kilka przypadków obciążeń działających na pojazd. Aby rozwiązać to skomplikowane zadanie optymalizacyjne zostały użyta metoda algorytmów ewolucyjnych zintegrowana z techniką obliczeń równoległych. W wyniku optymalizacji waga pojazdu została znacząco zredukowana. Dzięki użyciu techniki obliczenia równoległego udało się znacząco skrócić całkowity obliczeń czas. Przedstawione podejście może znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle.
EN
In the article optimization of a railway vehicle structure was presented. The optimization problem was to find the minimum of the function which describes the weight of the structure under the von Mises equivalent stress constraint. Parametric FEM analysis was used to model structure of the vehicle. For the optimization procedure the several load cases were taken into account. To solve this complicated optimization problem evolutionary algorithms combined with parallel computing technique were used. As a result of the optimization process the weight of the railway vehicle was considerably reduced. The use of the parallel computing significantly shortened the total time of calculations. The presented approach is likely to find wide application in industry.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.