Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Active reduction of vibration of mechatronic systems

Białas K., Buchacz A.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2015

|

Vol. 17, no. 4

528--534

EN

In the work presented methods of reduction of vibration of mechanical systems using active elements, as well as examples of the implementation of the active reduction of vibration. Also presents a structural-parametric synthesis, which is defined as the design of active mechanical systems with specific requirements. These requirements apply to the value of the frequency of vibration of these systems. Presented at work considerations relate to illustrate the possible implementation of the physical elements of active using electrical components. In the active subsystems can also be used elements in other environments. To examine their effectiveness should be obtained analysis and check what are the interactions subsystems on the primary system.

PL

W pracy zaprezentowano metody redukcji drgań układów mechanicznych przy użyciu elementów aktywnych, jak również przykłady realizacji aktywnej redukcji drgań. Przedstawiono również syntezę strukturalno-parametryczna, która rozumiana jest jako projektowanie aktywnych układów mechanicznych o żądanych wymaganiach. Wymagania te dotyczą wartości częstości drgań tych układów. Przedstawione w pracy rozważania dotyczą zilustrowania możliwych realizacji fizycznych elementów aktywnych przy użyciu elementów elektrycznych. W podukładach aktywnych można stosować również elementy z innych środowisk. Aby zbadać ich skuteczność należy dokonać analizy otrzymanych układów oraz sprawdzić jakie są wzajemne oddziaływania podukładów na układ podstawowy.

2

The reverse task of discrete mechatronic vibration systems with negative stiffness and capacitance elements

Białas K., Buchacz A., Gałęziowski D.

Archive of Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. LXII, nr 2

145--155

EN

By the use of different distribution methods of dynamical characteristics in the form of slowness function, mechatronic discrete systems have been synthesized. Each model consists of mechanical discrete part and a piezostack actuator connected to LxRxCx external network that has to comply with dynamical requirements in the form of poles and zeros. External network can work within different configurations. In this paper, one investigates the influence of negative parameters of stiffness in mechanical replacement models and capacitance in final mechatronic structures, after dimensionless transformations and retransformations.

PL

Korzystając z wybranych metod rozkładu funkcji charakterystycznej w postaci powolności zsyntezowano mechatroniczne dyskretne układy drgające. W każdym przypadku układ zbudowano z mechanicznego modelu dyskretnego oraz piezo aktuatora typu „stack” połączonego z zewnętrznym obwodem elektrycznym LxRxCx . Układy zaprojektowano ze względu na wymagania dynamiczne w postaci biegunów i zer. Zewnętrzny układ elektryczny może występować w różnych konfiguracjach. W pracy, po bezwymiarowych transformacjach i retransformacjach, zbadano wpływ ujemnych parametrów: sztywności w mechanicznym modelu zastępczym oraz pojemności w finalnym układzie mechatronicznym LxCx , na charakterystyki rozważanych układów.

3

The reverse task of discrete mechatronic vibration systems with negative stiffness and capacitance elements

Białas K., Buchacz A., Gałęziowski D.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2013

|

z. 101

13--14

EN

Designing of the mechanical and mechatronic systems by use of different synthesis methods, in relation to resonant and antiresonant frequency requirements is well known problem]. Due to practical application usage of additional damping methods: active or passive dampers [5] and piezoelectric actuators it’s recently more and more common. Identification and selection of the various parameters of the considered models are very important from final behavior point of view. Basing on current approaches for negative stiffness mechanisms and capacitance elements identification and investigations for negative parameters on various discrete mechatronic structures have been done.

4

Tłumienie aktywne dyskretnych mechatronicznych układów drgających

Białas K., Gałęziowski D.

Modelowanie Inżynierskie

|

2013

|

T. 16, nr 47

36--40

PL

W pracy zbadano wpływ zastosowania dodatkowego tłumienia aktywnego na charakterystyki dynamiczne mechatronicznych układów dyskretnych. Rozpatrywane układy mechatroniczne składają się z dyskretnych mechanicznych modeli połączonych z piezoaktuatorami typu „stack” oraz z zewnętrznymi obwodami elektrycznymi LRC. Porównano wpływ tłumików aktywnych na charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe i podatność przy różnych konfiguracjach działania elementu piezoelektrycznego z układem elektrycznym LRC. Wyniki przedstawiono w postaci wykresów. Układy zaprojektowano w wyniku rozwiązania zadania odwrotnego do analizy, ze względu na obrane wymagania w postaci częstości rezonansowych i antyrezonansowych. Problem opisano na podstawie wybranych przykładów obliczeniowych.

EN

In this paper influence of application of additional active damping on dynamical characteristics of mechatronic discrete systems has been studied. Considered mechatronic structures have been built from discrete mechanical models connected to piezostack actuators and external electric LRC networks. The impact of active damping elements on amplitude frequency response function and dynamical flexibility, within different configurations of piezo function with LRC networks, have been compared and presented in graph form. Systems have been designed by solving the reverse task to analysis, in relations to known and established criteria in form of resonant and antiresonant frequencies. Problem has been presented basing on selected calculations examples.

5

Modelowanie dyskretnych układów mechatronicznych ze względu na funkcję tłumienia

Białas K., Buchacz A., Gałęziowski D.

Modelowanie Inżynierskie

|

2013

|

T. 16, nr 47

31--35

PL

Modelowanie, ze względu na obecne i przyszłe zastosowania, ma istotne znaczenie w procesie konstruowania układów mechanicznych i mechatronicznych. W niniejszej pracy modeluje się dyskretne mechatroniczne układy drgające, różnicując możliwe do aplikacji funkcje tłumienia. Układy zbudowano z dyskretnych modeli mechanicznych, elementów piezoelektrycznych i obwodów elektrycznych LRC. Na podstawie wybranych przykładów i typów rozważanych modeli zastępczych wskazano odpowiednie parametry oraz zidentyfikowano miejsca przyłączeń elementów tłumiących aktywnych i piezoaktuatorów, działających jako tłumiki pasywne w finalnych strukturach mechatronicznych.

EN

Modeling with regard for practical and future application is important part of designing and constructing process of technical systems. In this paper discrete mechatronic systems have been modeled in relation to possible application of damping functions. Systems have been built from mechanical discrete models, piezoactuators and electric LRC networks. Basing on selected examples and types of considered displacement models, respective parameters have been investigated. In addition, positions in final mechatronic structures of active dampers and piezoactuators, that works as passive absorbers have been characterized and inducted.

6

Application of mechanical and electrical elements in reduction of vibration

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 52, nr 1

31--38

EN

Purpose: This work presents methods of reduction of the vibration of mechanical systems by means of passive and active elements as well as examples of implementation of active reduction of vibration by means of electrical elements and mechanical elements in the form of kinematic excitation. Design/methodology/approach: This work also describes a structural and parametric synthesis, which can be defined as the design of systems meeting specific requirements. These requirements refer to the frequency values of the systems’ vibration. Findings: The examples of implementation of active subsystems presented in this work point out to the fact that one can use mechanical elements as well as electrical elements to reduce mechanical vibration. By applying such elements it is possible to obtain mechanical energy necessary for the active reduction of vibration. Research limitations/implications: The deliberations presented in this paper are limited to the presentation of possible physical implementation of active elements by means of mechanical and electrical elements. In active subsystems one may also use elements from other environments. In the next phase one should analyse the resultant systems and investigate the interaction between the subsystems and the basic system. Practical implications: The results represented this work extend the tasks of synthesis to other spheres of science. The practical realization of the reverse task of dynamics introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: The presented approach i.e. a non-classical synthetic method applied in designing mechanical systems, one (as early as at the design and construction stage) may verify future systems.

7

Computer-aided analysis and synthesis of branched mechanical systems

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 45, nr 1

39--44

EN

Purpose: The main aim is to present and describe the author’s program supporting the process of analysis and synthesis of discrete vibrating mechanical systems with branched structures. Synthesis of reference concerns the reverse problem and is aimed to obtain the structure and parameters of the system that meets the previously established requirements for the values of vibrations frequencies. Design/methodology/approach: Using the program presented in this paper, it is possible to carry out the synthesis that is understood as designing of the systems. The use of such non-classical method significantly reduces designing time compared to classical methods. An important advantage of the program is a lack of need for the formulation of new mathematical models used to describe the system, with the change of its parameters or structure. The program also facilitates comparison of the passive and active vibration reduction. Findings: The presented software allows comparison of the results of the use of passive and active elements of vibration reduction of the systems under consideration. The analysis shows that active elements reduce the vibration completely and passive elements reduce the vibrations only partially. Research limitations/implications: The scope of considerations is limited to discrete longitudinal vibrating mechanical systems with branched structures containing passive or active elements for reduction of vibrations. Practical implications: The presented methods of synthesis and analysis can be useful for designers and engineers in the design and construction of this type of mechanical systems. Originality/value: The possibilities and operation of the author’s program aiding the synthesis and analysis of discrete mechanical systems are also discussed. By means of this software it is possible to carry out the analysis and synthesis of discrete systems containing both active and passive elements that reduce vibrations.

8

Application of kinematic excitation as implementation of active reduction of vibration

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 47, nr 2

185--194

EN

Purpose: The work presents methods of reducing vibration with the use of passive and active elements as well as reveals the results of implementation of active reduction of vibration applying mechanical elements in the form of kinematic excitation. Design/methodology/approach: The publication also includes structural and parametric synthesis understood as designing of mechanical systems with a desired frequency spectrum and presents analysis of obtained systems in order to verify if the latter meet related requirements. Findings: The research reveals that the application of kinematic excitation as the implementation of active reduction of vibration does not satisfy expectations as obtained models are characterised by frequency spectrum different to the desired one. Research limitations/implications: The research relates only to discrete vibratory systems, in which the reduction is carried out by means of mechanical elements. It is advisable to apply another type of elements e.g. electric ones. Practical implications: The results represented this work extend the tasks of synthesis to other spheres of science e.g. electric systems. The practical realization of the reverse task of dynamics introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: Owing to the presented approach i.e. a non-classical synthetic method applied in designing mechanical systems, one (as early as at the design and construction stage) may verify future systems.

9

Computer-aided synthesis and analysis of discrete mechanical systems

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 38, nr 2

171-178

EN

Purpose: The main objective of this study is to present and describe major properties of software that has been developed by the author himself with the purpose to support the synthesis and analysis of vibrating systems. The synthesis is the reverse task as compared to the analysis as it is intended to achieve a system that meets already assumed requirements related to the value of vibration frequency. Design/methodology/approach: The conventional approach to design complex systems is frequently time consuming and provides a guarantee that it leads to satisfying results they can never be taken for granted. Therefore, application of the other, non-conventional methods proved to be necessary, such as combined structural and parametric synthesis. As a final result of that, a method of the desired structure is obtained along with such parameters of individual system components which meet the presumed requirements. Findings: The presented software has one substantial advantage, which is the fact that no mathematical models that are used to describe the system must be defined anew when any of the system parameters or the system structure are altered. The software enables also to compare passive and active suppression of vibrations. The analyses that have been carried out with the use of the software provide a proof that application of active vibration-suppressing components leads to better results than when only passive components are used. Research limitations/implications: Scope of deliberations is limited to discrete mechanical systems that exercise longitudinal vibrations and incorporate either passive or active vibration-suppressing components, but for this type of systems, this approach is sufficient. Practical implications: The methods of reverse task and analysis can be a base of design and construction for this type of mechanic systems. Originality/value: The possibilities and operation of the author’s program supporting the synthesis and analysis of discrete mechanical systems are also discussed. By means of this software it is possible to carry out the analysis and synthesis of discrete systems containing both active and passive elements that reduce vibrations.

10

Wspomaganie syntezy i analizy dyskretnych układów mechanicznych z pasywnymi i aktywnymi elementami redukującymi drgania

Białas K.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2010

|

R. 51, nr 4

64-70

PL

Zasadniczym celem podejmowanej pracy jest przedstawienie oprogramowania wspomagającego proces analizy oraz syntezy strukturalnej i parametrycznej dyskretnego modelu układu mechanicznego, na podstawie żądanych wymagań. Celem pracy jest również porównanie działania pasywnych i aktywnych elementów na redukcję drgań.

EN

The main objective of this study is to present and describe major properties of the software that has been developed by the author himself with the aim to aid the synthesis and analysis of vibrating systems. The synthesis is the reverse task as compared to the analysis as it is intended to achieve a system that meets already assumed requirements related to the value of vibration frequency.

11

Reverse task of passive and active mechanical system in torsional vibrations

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 2

129-137

EN

Purpose: The main aim of this paper is to develop a method for finding structure and parameters, i.e. a structural and parameter synthesis, of an active model of a viscous damper mechanical system in vibrations. The aim is to perfect the synthesis seen as modification at the sub-assembly design level in relation to the required spectrum of vibration frequency of the system. Design/methodology/approach: With complex systems classic design is very time consuming and it does not always produce satisfactory results. Therefore, it is necessary to use other design methods, such as the inverse task, which is called synthesis. It is searching for a system structure, together with elements value, which realizes the required frequency characteristics. Findings: Using the active elements allows complete elimination of the oscillations. The conducted analysis show that it is not necessary to use both the active and passive elements, as using only active elements produces the same results. Research limitations/implications: The scope of discussion is reverse task of mechanical system in torsional vibrations including passive and active elements, but for this type of systems, such approach is sufficient. Practical implications: The methods of reverse task and analysis can be base of design and construct for this type of mechanic systems. Originality/value: Thank to the approach, introduced in this paper, can be conducted as early as during the designing of future functions of the system as well as during the construction of the system. Using method and obtained results can be value for designers of mechanical systems with elements reducing vibrations.

12

Semiformal common criteria compliant it security development framework

Białas K.

Studia Informatica

|

2008

|

Vol. 29, nr 2B

3-267

EN

The monograph presents an IT Security Development Framework (1TSDF) based on the Common Criteria (ISO/IEC 15408) family of standards for the product designers and evaluators. The system, compliant with ISO/IEC TR 15446, is based on the enhanced concept of generics, advanced functionality, recent information security management standards, and risk analysis. A computer-aided tool was developed with the use of the UML-based (Unified Modelling Language) framework presented there. Due to the semiformal character of the Common Criteria and the UML methodologies, the framework has a semiformal character too. The formal, OCL-based (Object Constraint Language) method elements were introduced for the selected areas of the framework, where they can bring real advantages, especially to improve the specification means. The introductory part of the monograph presents the key term, i.e. the assurance, and general Common Criteria approach to provide the assurance of the IT product or systems. Rigorous IT product or system development to reach assurance is very complicated due to many details, feedbacks, auxiliary analysis and step-by-step rationale. The development is laborious and requires expert knowledge. These difficulties are seen as a barrier to the dissemination of IT solutions of the higher assurance. The motivation of the work presented in the monograph is how to improve the IT security development process, i.e. how to perform it more precisely, formally, consistently, and more effectively, i.e. more quickly and cheaply. The proposed solution to the problem is based on the UML/OCL approach, hence selected issues dealing with the application of this methodology in the information security domain are provided. At the end of the introductory chapter the general concept of the UML/OCL framework for IT security development is summarized together with the means and ways to develop this framework. The second chapter presents general background of the elaborated IT Security Development Framework and its software implementation. At the beginning, the current state of technology was reviewed, with focus on the gaps identification. The review includes the most relevant publications on: IT security development process, general modelling aspects, UML and OCL implementation, semiformal and security engineering methods, particularly concerning Common Criteria, and computer-aided tools. The relationships between IT product or system development process and their IT security development process is discussed. Additionally, this chapter gives a summary of the Common Criteria development process, identifying points whose support for the developers is especially required (i.e. developers' needs) and, generally, presents the concept of the developed framework (main structural model and the state machine representing its elaboration). Short discussion of the available specification means is added, that is the motivation to improve them. The concept presented in the monograph, dealing with the elaboration of the IT Security Development Framework, encompasses two basic issues: o creating the means to build the security specifications, i.e. "a security property language", o workout of the semiformal (UML/OCL-based) model of this development process. The first issue is discussed in the chapter 3, the second in chapters 4-10, each related to one section of the CC-defined Security Target (ST) presenting the IT product/system security requirements. Common Criteria include semiformal specification means, i.e. components only to specify the functional and assurance security requirements. Due to the absence of adequate specification means for other IT security development stages (the TOE security environment, TOE security objectives, security requirements for the environment, security functions), the monograph provides the set of enhanced generics which, together with the above mentioned components, constitutes a coherent set of the means, i.e. a language to carry out security specifications (ST). The common, UML/OCL-based model for these means is assumed. This creates quite new possibilities for developers, making the development process easier and more precise, e.g. operation on specification elements, decision support, coverage analysis, risk analysis, better compliance with the information security management, etc. Chapters 4 to 10 encompass the whole IT security development process compliant with the Security Target structure. Instead of commonly used informal textual descriptors, the UML models, supported by the OCL, were applied to specify this framework. The initial stage of the development methodology focuses on capturing the basic features of an IT product or system as "input data". The ST introduction is elaborated, presenting general features of the IT product or system, called there Target of Evaluation (TOE). On this basis the TOE security environment, presenting threats, security policy rules and assumptions, is worked out. The security objectives covering the identified security problems are elaborated with the use of the TOE security environment specification. The security objectives are used to specify the security requirements - functional and assurance. The functional security requirements allow to define the security functions which are implemented at the EAL-described(EAL1-EAL7) rigour level. A very important issue is the rationale processes which is obligatory between development stages. The monograph concerns development, hence the TOE evaluation against the declared EAL is presented there in a concise way in the chapter 11. The evaluation model compliant with the Common Criteria methodology is presented. Although the monograph is focused on the theoretical aspects of the ITSDF framework, please note that this framework was implemented as the computer-aided tool both for the development and evaluation. The author, referring for details to technical documentation and the demo version of the software tool, shows basic implemented issues, like the design library containing hundreds of specification means, wizard providing step-by-step assistance to developers, design support by the predefined supporting chains, visualization facilities, automatically generated ST, design evaluation, etc. The final chapter, 13, summarizes the objectives, range and results of the whole work. The five appendices of the monograph include: the basic Common Criteria terminology, selected OCL syntax and semantics used for the UML model representation in the monograph, selected cryptographic terms concerning the use of the UMLsec approach, basic principles of naming the terms, and an example illustrating the developed methodology with the use of a firewall design.

PL

Monografia dotyczy zagadnienia konstruowania zabezpieczeń wbudowywanych w produkty lub systemy informatyczne (IT) z zamiarem poddania niezależnej ocenie tych zabezpieczeń, zgodnie ze standardem ISO/IEC 15408 "Wspólne kryteria oceny zabezpieczeń teleinformatycznych" (Common Criteria). Dzięki specjalnej, rygorystycznej metodzie konstruowania, a potem niezależnej ocenie zabezpieczeń, poświadczanej certyfikatem, można dyskutować o uzasadnionym zaufaniu do zabezpieczeń (assurance). Jest ono mierzalne z wykorzystaniem tak zwanych poziomów uzasadnionego zaufania (Evaluation Assurance Levels), w zakresie od EAL1 do EAL7. Przypomnijmy, że pierwsza cześć wspomnianej normy prezentuje informacje ogólne - "filozofię" kreowania uzasadnionego zaufania do zabezpieczeń, druga zawiera katalog komponentów (elementarnych wymagań) funkcjonalnych, służących do modelowania zachowania zabezpieczeń, trzecia zaś - katalog komponentów opisujących uzasadnione zaufanie. Przedstawiana problematyka dotyczy bardzo szerokiego spektrum produktów informatycznych (sprzętu, oprogramowania, w tym układowego) oraz zbudowanych z nich systemów - określanych wspólnym mianem przedmiotów oceny (TOE - Target of Evaluation). Na tym tle niniejsza monografia prezentuje półformalny system szkieletowy do konstruowania zabezpieczeń informatycznych według ISO/IEC 15408, przeznaczony dla konstruktorów informatyków i elektroników oraz specjalistów oceniających zabezpieczenia. System szkieletowy zawiera model procesów konstruowania (struktury danych i działania) oraz modele środków do specyfikowania tworzonych projektów. Oferuje rozbudowane możliwości dla konstruktorów w zakresie wspomagania projektowania, w tym prowadzenia analizy rozwiązań, wspomagania decyzji oraz analizy ryzyka. Zachowana została zgodność ze standardami zarządzania bezpieczeństwem informacji w zakresie definiowania reguł polityki bezpieczeństwa. System opiera się również na wprowadzonej koncepcji tak zwanych zaawansowanych (rozszerzonych) generyków, wykorzystywanych obok komponentów funkcjonalnych i uzasadniających zaufanie do specyfikowania projektów zabezpieczeń. System szkieletowy opracowano, stosując szeroko język UML (Unified Modelling Language), co w rezultacie pozwoliło dokonać implementacji tych modeli i opracować komputerowe narzędzie wspomagające pracę konstruktorów. Zarówno Wspólne kryteria, jak i UML zaliczane są do metod półformalnych, stąd opracowany system szkieletowy posiada również taki charakter, aczkolwiek w sposób rozważny i z uwzględnieniem potencjalnych korzyści pewne jego elementy przedstawiono w sposób formalny, opierając się głównie na języku OCL (Object Constraint Language) oraz prostych operacjach na zbiorach. Rozdział 1., wprowadzający do monografii, wyjaśnia kluczowe pojęcie, jakim jest uzasadnione zaufanie oraz przedstawia, w świetle standardu Wspólne kryteria, w jaki sposób uzyskuje się uzasadnione zaufanie dla produktu lub systemu informatycznego podczas jego konstruowania, oceny i eksploatacji. Jest to trudne zadanie ze względu na konieczność zapanowania nad wieloma detalami, wzajemnymi zależnościami i sprzężeniami zwrotnymi w toku rygorystycznego procesu konstruowania. Pamiętajmy bowiem, że im większy stosuje się rygoryzm konstruowania, dokumentowania, testowania, analiz zachowania itp., tym wyższe może być uzasadnione zaufanie. Opracowywanie tego typu produktów lub systemów jest pracochłonne i wymaga specjalistycznej wiedzy, a trudności z tym związane są ciągle uznawane za barierę w ich upowszechnieniu. Motywacją do podjęcia pracy, której wyniki przedstawia niniejsza monografia, był zamiar udoskonalenia procesu konstruowania zabezpieczeń, tak by przez głębszą formalizację tego procesu poprawić dokładność i spójność projektów oraz obniżyć koszt i czas ich realizacji. W tym celu wykorzystano możliwości, jakie stwarza metodyka UML/OCL. Rozdział 2. przedstawia szeroko podstawy prowadzonych prac rozwojowych nad systemem szkieletowym, w tym jego implementacją w postaci oprogramowania wspomagającego działania konstruktorów. Dokonano przeglądu publikacji oraz istniejących rozwiązań technologicznych w tym zakresie (inżynieria zabezpieczeń, metody oparte na UML i ich rozszerzenia, metody i narzędzia wspomagające konstruowanie zabezpieczeń według Wspólnych kryteriów). Przedstawiono związki między procesem konstruowania produktu lub systemu a procesem konstruowania dla nich zabezpieczeń. Niniejsza praca dotyczy drugiego zagadnienia, aczkolwiek wymagało to również krótkiego wprowadzenia do pierwszego z nich, a także zwięzłego przedstawienia oceny zabezpieczeń, gdyż każda z tych kwestii decyduje o osiągnięciu uzasadnionego zaufania. Rozdział opisuje krótko proces konstruowania zabezpieczeń, potrzeby konstruktorów w zakresie wspomagania oraz ogólną koncepcję systemu szkieletowego w postaci struktury i maszyny stanowej. Koncepcja ta została rozwinięta w kolejnych rozdziałach pracy. Przedstawiona w monografii myśl dotyka dwóch podstawowych zagadnień: o opracowania środków (języka) do specyfikowania własności bezpieczeństwa produktów lub systemów informatycznych, zwanych przedmiotami oceny (TOE), o opracowania modelu procesu konstruowania zabezpieczeń z wykorzystaniem UML/OCL. Pierwsze zagadnienie zostało przedstawione obszernie w rozdziale 3, w rozdziałach od 4. do 10. pokazano zaś proces konstruowania zabezpieczeń informatycznych wyrażony w języku UML/OCL. Rozdziały od 4. do 10. odpowiadają strukturze dokumentu pt. "Zadanie zabezpieczeń" (ST - Security Target), określonego w standardzie, stąd są one różnej długości. Jak już wspomniano, Wspólne kryteria dostarczają półformalnych środków specyfikowania w postaci komponentów reprezentujących elementarne wymagania funkcjonalne albo uzasadniające zaufanie. Ze względu na brak odpowiednich środków specyfikowania dla pozostałych (innych niż wymagania bezpieczeństwa) etapów konstruowania (otoczenie zabezpieczeń, cele zabezpieczeń, wymagania otoczenia, funkcje zabezpieczające), w monografii wypełniono tę lukę oraz zdefiniowano zbiór tak zwanych zaawansowanych generyków i w ten sposób uzyskano kompletny oraz jednolity zestaw elementów półformalnych do tworzenia specyfikacji. Wykorzystano do tego celu właściwości języków UML i OCL. Stworzyło to całkiem nowe możliwości dla konstruktorów (elementy wspomagania decyzji podczas projektowania, analiza pokrycia elementów specyfikacji, analiza ryzyka, poprawa zgodności ze standardami zarządzania bezpieczeństwem informacji w zakresie reguł polityki bezpieczeństwa itp.) oraz umożliwiło późniejszą implementację programową modeli generyków i komponentów w postaci biblioteki projektowej. Rozdziały od 4. do 10. opisują całościowo proces konstruowania zabezpieczeń informatycznych, sprowadzający się do wypełnienia treścią struktury zadania zabezpieczeń (ST). Zamiast nieformalnych, mniej precyzyjnych określeń słownych, do budowy specyfikacji zastosowano elementy zamodelowane w UML ze wsparciem OCL. W pierwszym kroku metodyki konstruowania uwagę skupiono na zidentyfikowaniu podstawowych cech produktu lub systemu informatycznego, jako danych wejściowych dla kolejnych kroków postępowania. W rezultacie powstała specyfikacja wprowadzenia do ST, określająca podstawowe cechy przedmiotu oceny (TOE). Na tej podstawie, przy pewnych założeniach dotyczących TOE i jego środowiska, analizowane są zagrożenia oraz ustalane są reguły polityki bezpieczeństwa TOE, co prowadzi do wypracowania specyfikacji otoczenia zabezpieczeń przedmiotu oceny (w nowszej wersji standardu zwanej określeniem problemu bezpieczeństwa) jako kolejnej sekcji ST. Zidentyfikowane problemy (zagrożenia, reguły polityki, założenia) należy teraz pokryć ich rozwiązaniami, czyli celami zabezpieczeń dla TOE i jego środowiska eksploatacyjnego, w wyniku czego powstanie specyfikacja celów zabezpieczeń. Z kolei te cele należy przetransformować w bardziej sformalizowaną postać, to znaczy w wymagania bezpieczeństwa (funkcjonalne i uzasadnienia zaufania) dla TOE i jego środowiska. Wymagania co do uzasadnienia zaufania do TOE wynikają głównie z poziomu uzasadnionego zaufania (EAL) zadeklarowanego dla przedmiotu oceny. Wymagania funkcjonalne dla TOE są transformowane na funkcje zabezpieczające, wymagania uzasadniające zaufanie decydują zaś o stopniu rygoryzmu stosowanego przy implementowaniu tych funkcji w konkretnym produkcie lub systemie informatycznym. Niezwykle istotnymi, a zarazem trudnymi dla konstruktorów, są procesy uzasadniania transformacji jednej specyfikacji w drugą, to znaczy uzasadniania: celów zabezpieczeń opracowanych na podstawie otoczenia, wymagań bezpieczeństwa wyprowadzonych z tych celów oraz funkcji zabezpieczających, wynikających z wymagań funkcjonalnych. Monografia dotyczy konstruowania zabezpieczeń, stąd zagadnienie ich oceny z uwzględnieniem deklarowanego poziomu EAL przedstawiono w rozdziale 11. dość skrótowo, ograniczając się tylko do modeli ogólnych, aczkolwiek i one zostały zaimplementowane w komputerowym narzędziu wspomagającym. Należy zwrócić uwagę, że chociaż praca dotyczy zagadnień teoretycznych związanych z modelowaniem w dziedzinie inżynierii zabezpieczeń, to również posiada ona duży wymiar praktyczny, gdyż opracowane modele zostały zaimplementowane w postaci narzędzia do wspomagania pracy konstruktorów zabezpieczeń informatycznych, a także oceniających te zabezpieczenia. Zagadnienia implementacji przedstawiono skrótowo w rozdziale 12., odwołując się do dokumentacji technicznej narzędzia i jego wersji demonstracyjnej. Przedstawiono więc m.in. przykłady dotyczące: biblioteki projektowej, zawierającej setki uporządkowanych generyków i komponentów, kreatora projektów implementującego prezentowane w monografii diagramy czynności, wizualizacji wybranego łańcucha generyków i komponentów oraz automatycznego tworzenia zadania zabezpieczeń, a potem jego oceny. Rozdział 13. stanowi podsumowanie (osiągnięte rezultaty, uzyskane doświadczenia, plany dotyczące rozwoju) pracy, przedstawionej w monografii oraz w innych publikacjach autora z nią związanych. Monografia zawiera załączniki dotyczące kolejno: podstawowej terminologii związanej z metodyką Wspólne kryteria, składni i semantyki OCL wykorzystywanych dla bardziej precyzyjnego opisu opracowanych modeli UML, zasad notacji wyrażeń kryptograficznych związanych z zapewnieniem zgodności z możliwą do pomocniczego zastosowania formalną metodyką UMLsec, objaśnienia konwencji stosowanych nazw oraz przykład dotyczący zadania zabezpieczeń dla systemu zaporowego.

13

Synthesis of mechanical systems including passive or active elements

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 26, nr 1

18-25

EN

Purpose: In this paper there are presented basic methods of synthesis of mechanical systems including active and passive elements. The major aim of the research is to work out a method of structure and parameters searching i.e. structural and parametric synthesis of a discrete model of mechanical system on the base of desired requirements. The requirements pertain to dynamic features of the system, particularly its frequency spectrum. The purpose of this paper is also comparison of reduction of vibrations of mechanical systems by use the passive or active elements. Design/methodology/approach: In this article was used unclassical method of polar graphs and their relationship with the algebra of structural numbers. This method enables analysis without limitations depending on kind and number of elements of complex mechanical system using electronic calculation technique. Findings: Use of active elements into the elimination of vibration offers the possibility to overcome the limitations of the methods of passive elimination of vibration, such as, in particular, low efficiency in case of low-frequency vibration. Research limitations/implications: The scope of discussion is synthesis of passive and active mechanical systems, but for this type of systems, such approach is sufficient. Practical implications: The results represented this work in form of polar graphs extend the tasks of synthesis to other spheres of science e.g. electric systems. The practical realization of the reverse task of dynamics introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: Thank to use an unclassic method of polar graphs and their relationship with the algebra of structural numbers, can be possible correcting systems as early as during the designing of future functions of the system as well as during the construction of the system.

14

Polar graphs and structural numbers in synthesis of active and passive mechanical systems

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 30, nr 1

43-50

EN

Purpose: The main purpose of this work is the presentation analysis and synthesis of mechanical systems including passive and active elements reducing vibrations. In result of conducted synthesis was received structures and parameters of a discrete model meeting the defined requirements concerning the dynamic features of the system, in particular, the frequency spectrum. The aim of this paper is also comparison of these two methods of reduction of vibrations. Design/methodology/approach: In this paper was used method of polar graphs and their relationship with algebra of structural numbers. This method is called a non-classical method. The use of such a method enables the analysis and synthesis of mechanical systems irrespective of the type and number of the elements of such a system. Findings: The application of active elements to eliminate vibration enables overcoming limitations which occur if passive elements are used. Active elements give better results in case of reduction of low frequency vibrations. Presented approach simplifies the process of selecting the dynamical parameters of systems in view of their dynamical characteristics. Research limitations/implications: The scope of discussion is analysis and synthesis of mechanical systems including passive and active elements reducing of vibrations, but for this type of systems, such approach is sufficient. Practical implications: The practical realization of the reverse task of dynamics introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: Thank to the approach, introduced in this paper, can be conducted as early as during the designing of future functions of the system as well as during the construction of the system. Using method and obtained results can be value for designers of mechanical systems with elements reducing vibrations.

15

Graphs and structural numbers in analysis and synthesis of mechanical systems

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 29, nr 2

151-154

EN

Purpose: The main purpose of this work is the introduction the algorithm of a analysis and synthesis of mechanical systems. The systems containing passive and active elements reducing of vibrations. In result of conducted synthesis was received structures and parameters of a discrete model meeting the defined requirements concerning the dynamic features of the system, in particular, the frequency spectrum. Design/methodology/approach: In this paper was used a non-classical method of polar graphs and their relationship with algebra of structural numbers. The use of such a method enables the analysis and synthesis of mechanical systems irrespective of the type and number of the elements of such a system. Findings: Presented approach simplifies the process of selecting the dynamical parameters of systems in view of their dynamical characteristics. The application of active elements to eliminate vibration enables overcoming limitations which occur if passive elements are used. Research limitations/implications: The scope of discussion is analysis and synthesis of passive and active mechanical systems, but for this type of systems, such approach is sufficient. Practical implications: The practical realization of the analysis and synthesis introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: Thank to the approach, introduced in this work, can be conducted as early as during the designing of future functions of the system as well as during the construction of the system. Using method and obtained results can be value for designers of mechanical systems.

16

Pasywna i aktywna redukcja drgań układów mechanicznych

Białas K.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2008

|

R. 49/2, nr 4-5

211-215

PL

Zasadniczym celem podejmowanej pracy jest opracowanie metody poszukiwania struktury oraz parametrów, czyli syntezy strukturalnej i parametrycznej dyskretnego modelu układu mechanicznego, na podstawie żądanych wymagań, oraz zaprojektowanie i porównanie pasywnych i aktywnych metod redukcji drgań.

EN

The principal aim of the research taken is to work out a method of structure and parameters searching i.e. structural and parametric synthesis of discrete model of active mechanical system on the base of desired requirements and designing and comparison passive and active elements to reducing of vibrations.

17

Synthesis of mechanical systems including passive or active elements reducing of vibrations

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 20, nr 1-2

323-326

EN

Purpose: In this work there is presented basic method of synthesis of active and passive mechanical systems realization. The principal aim of the research is to work out a method of structure and parameters searching i.e. structural and parametric synthesis of a discrete model of mechanical system on the base of desired requirements. The requirements refer to dynamic features of the system, particularly its frequency spectrum. The purpose of this paper is also comparison of reduction of vibrations in mechanical systems by use the passive and active elements. Design/methodology/approach: In this work used unclassical method of polar graphs and their relationship with algebra of structural numbers. This method enables analysis without limitations depending on kind and number of elements of complex mechanical system using electronic calculation technique. Findings: Use of active elements into the elimination of vibration offers the possibility to overcome the limitations of the methods of passive elimination of vibration, such as, in particular, low efficiency in case of low-frequency vibration. Practical implications: The results represented this work in form of polar graphs extend the tasks of synthesis to other spheres of science e.g. electric systems. The practical realization of the reverse task of dynamics introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: Thank to the approach, an unclassical method of polar graphs and their relationship with the algebra of structural numbers, can be conducted as early as during the designing of future functions of the system as well as during the construction of the system.

18

Reverse task of passive and active mechanical systems

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 23, nr 2

51-54

EN

Purpose: The main purpose of this work is to present the algorithm of a converse problem of dynamics of mechanical systems containing passive and active elements. Solving the problem results in obtaining structures and parameters of a discrete model meeting the defined requirements concerning the dynamic features of the system, in particular, the frequency spectrum. Another objective of this work is to compare the reduction of vibration by means of passive or active elements or while using passive and active elements at the same time. Design/methodology/approach: The work involves the application of a non-classical method of polar graphs and their relation to structural algebra. The use of such a method enables the analysis of mechanical systems irrespective of the type and number of the elements of such a system. Findings: The application of active elements to eliminate vibration enables overcoming limitations which occur if passive elements are used. One of the most important limitations is low efficiency in case of low-frequency vibration and inability to reduce vibration of selected parts of the system. Research limitations/implications: The scope of discussion is reverse task of passive and active mechanical systems, but for this type of systems, such approach is sufficient. Practical implications: The practical realization of the reverse task of dynamics introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: Thank to the approach, unclassical method of polar graphs and their relationship with algebra of structural numbers, can be conducted as early as during the designing of future functions of the system as well as during the construction of the system. Using method and obtained results can be value for designers of mechanical systems.

19

Comparison of methods of reduction of vibrations

Białas K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 25, nr 1

87-94

EN

Purpose: In this work there are presented basic methods of reverse task of active and passive mechanical systems realization. The principal aim of the research taken is to work out a method of structure and parameters searching i.e. structural and parametric synthesis of discrete model of mechanical system on the base of desired requirements. The requirements refer to dynamic features of the system, particularly their frequency spectrum. Purpose of work is also comparison of active and passive method reduction of vibrations. Design/methodology/approach: In this work used unclassical method of polar graphs and their relationship with algebra of structural numbers. This method enables analysis without limitations depending on kind and number of elements of complex mechanical system using electronic calculation technique. Using method makes also possible designing systems including active or passive elements reducing of vibrations. Findings: Introduced in this paper approach adopted makes it possible to undertake actions aiming at the elimination of phenomena resulting in the unwanted operation of machinery or generation of hazardous situations in the machinery environment. Practical implications: The results represented this work in form of polar graphs extend the tasks of synthesis to other spheres of science e.g. electric systems. The practical realization of the reverse task of dynamics introduced in this work can find uses in designing of machines with active and passive elements with the required frequency spectrum. Originality/value: Thank to the approach, unclassical method of polar graphs and their relationship with algebra of structural numbers, can be conducted as early as during the designing of future functions of the system as well as during the construction of the system. Using method and obtained results can be value for designers of mechanical systems.

20

Napoiny z brązu aluminiowego nanoszone plazmowo na podłożach stalowych.

Białas K., Białucki P., Kozerski S., Ziemba H.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2002

|

R. 47, nr 1

21-25

PL

Metodą napawania plazmowego proszkami wytworzono warstwy z brązu aluminiowego na stalach gat. 45, St3S oraz NC6. Do napawania stosowano brązy zawierające 12,41-13,89 % Al oraz dodatki żelaza, niklu i manganu. Układano napoiny jedno- i wielowarstwowe, określono wytrzymałość połączenia napoiny z materiałem podłoża oraz makro- i mikrostrukturę napoin. Stwierdzono, że warstwy z brązów aluminiowych nanoszone plazmowo wykazują mocne i wolne od wad połączenia ze stalami nisko- i średniowęglowymi, jak też z wysokowęglową stalą narzędziową.

EN

Layers of aluminium brass were created on steels, sort 45, St3S and NC6, with the method of plasma-padding, from powders. The used brasses contained 12.41-13.89 % Al and additions of iron, nickel and manganium. The single-layer and multilayer paddings were layed. The strength of the joint of padding weld with the bedding material and the macro- and microstructure of the padding welds were determined. It was stated that the plasma-layed aluminium brass layers showed strong and defect-free junctions with low- and medium-carbon steels and with high-carbon tool steel.