Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of the variability of the support of the mortar base plate on the quality of the results obtained in the process of its numerical design

Bieniek Piotr, Tupaj Mirosław, Szwajka Krzysztof

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

103-111

EN

Due to the high costs associated with the purchase of ammunition and firing in certified training ground centers, tests of retaining plate deformations are increasingly replaced by computer simulations using numerical models. Computer programs usually use a single-parameter subsoil model (Winkler-Zimmermann) for calculations, which requires providing the subgrade susceptibility coefficient. The subgrade compliance coefficient is intended to determine the mutual reaction of the subgrade and the structure due to the pressure exerted on the soil by the retaining slab, which settles. When designing slabs in computer programs, it is assumed that the substrate compliance coefficient is constant. Determining the impact of the soil on the retaining slab is important when analyzing its deformations. The subject of the work was the analysis of the influence of ground support on the results obtained during modeling of the retaining slab. In order to obtain data for FEM analysis and validation, the actual strains occurring on the thrust plate were measured using strain gauge rosettes. The plate deformations were measured during field shooting tests. In order to vary the influence of supporting the slab on the ground and obtain reliable stress values on the slab surface, a method of successive iterations was proposed. Calculations are performed using this method until the error is smaller than the assumed one.

PL

Ze względu na wysokie koszty związane z zakupem amunicji oraz realizacją ostrzału w certyfikowanych ośrodkach poligonowych badania odkształceń płyty oporowej są coraz częściej zastępowane symulacjami komputerowymi za pomocą modeli numerycznych. Programy komputerowe wykorzystują przeważnie do obliczeń jednoparametrowy model podłoża (Winklera-Zimmermanna), w którym wymaga się podania współczynnika podatności podłoża. Współczynnik podatności podłoża gruntowego ma na celu określenie wzajemnej reakcji podłoża i konstrukcji, przez nacisk wywierany na grunt przez osiadającą płytę oporową. Przy projektowaniu płyt w programach komputerowych zakłada się, że współczynnik podatności podłoża jest stały. Określenie oddziaływania gruntu na płytę oporową jest istotne przy analizie jej odkształceń. Przedmiotem pracy była analiza wpływu sposobu pod parcia płyty oporowej o podłoże gruntu na uzyskane wyniki w trakcie jej modelowania. W celu uzyskania danych do analizy i walidacji MES, przeprowadzono pomiar rzeczywistych odkształceń występujących na płycie oporowej za pomocą rozet tensometrycznych. Pomiaru odkształceń płyty dokonano podczas poligonowych badań strzelaniem. W celu uzmiennienia wpływu podparcia płyty o podłoże oraz uzyskania miarodajnych wartości na prężeń na powierzchni płyty, zaproponowano metodę kolejnych iteracji. Metodą tą są wykonywane obliczenia do chwili uzyskania błędu mniejszego od założonego.

2

Analysis of the feasibility of replacing fabric skin in half-shell structural designs

Tkaczuk Sławomir, Leszczyński Piotr, Dąbrowski Jarosław

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 4

3--8

PL

Jednym z wielu zagadnień związanych z eksploatacją statków powietrznych są problemy dotyczące zespołów konstrukcyjnych posiadających płócienne pokrycie. Jako jedno z rozwiązań tych problemów, w artykule zaproponowano zastąpienie dotychczasowego pokrycia płóciennego nowym pokryciem w postaci materiału kompozytowego. Obiektem analizy, jakim dysponowali autorzy był statecznik poziomy śmigłowca Mi-2. W artykule przedstawiono rezultaty badań zmęczeniowych cienkościennej struktury tego statecznika poziomego, przeprowadzone dla dwóch przypadków: (I) z usuniętym pokryciem płóciennym oraz (II) z zamontowanym pokryciem kompozytowym. Podczas badań dokonywano pomiaru wartości odkształceń w wybranych punktach struktury statecznika, z wykorzystaniem tensometrów oporowych typu liniowego oraz w układzie rozety prostokątnej. Wyniki badań potwierdziły możliwość zastąpienia pokrycia płóciennego pokryciem kompozytowym.

EN

One of the many issues associated with aircraft operations is that of structural designs with fabric skin. As one of the solutions addressing these problems, this paper proposes replacing the existing fabric skin with a new covering made of a composite material. The object of analysis available to the authors was a horizontal stabilizer of Mi-2 helicopter. This paper presents the results of fatigue tests applied to the thin-walled structure of the horizontal stabilizer, carried out under two scenarios: (I) with the fabric skin removed and (II) with the composite material skin installed. During the tests, strain values were measured at selected points of the stabilizer structure, using linear type resistance strain gauges and in a rectangular rosette arrangement. The test results confirmed the feasibility of replacing the fabric skin with a composite material skin.

3

Monitorowanie obciążeń w obudowie łukowej z zastosowaniem przetworników strunowych

Woszczyński Mariusz, Tokarczyk Jarosław, Mazurek Krzysztof, Pytlik Andrzej

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2019

|

R. 57, nr 1

59--69

PL

W artykule zaprezentowano koncepcję pomiaru obciążenia i geometrii obudowy wyro-biska korytarzowego z zastosowaniem przetworników z drgającą struną oraz przetworników linkowych. W ramach realizacji projektu europejskiego INESI przeprowadzono badania laboratoryjne, a następnie badania stanowiskowe kompletnych odrzwi obudowy łukowej pod obciążeniem. Wyniki odkształcenia uzyskane z przetworników strunowych są porównywalne z wynikami uzyskanymi z tensometrów. Zaprezentowano również obliczenia wytrzymałościowe MES, które wykazały dużą zgodność z wynikami badań stanowiskowych.

4

Stanowisko umożliwiające pomiar odkształceń lokalnych materiałów ferromagnetycznych

Łukaszewicz P.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2018

|

No. 96

121--130

PL

W pracy analizowano jakie są możliwości pomiarowe umożliwiające weryfikację dokładności obliczania sił lokalnych pochodzenia magnetycznego. Odkształcenie obiektu pod wpływem zewnętrznego naprężenia jest całkowicie powiązane z rozkładem tego naprężenia. Z tego powodu w celu weryfikacji pomiarowej obliczanych rozkładów sił, autor wykonał stanowisko umożliwiające pomiar odkształceń lokalnych. W pracy opisano zbudowane stanowisko oraz przedstawiono procedurę pomiarową. Zaprezentowano wyniki pomiarów dla różnych materiałów ferromagnetycznych. Na podstawie uzyskanych wyników wykonano cyfrowe profile odkształceń badanych materiałów. Profile te będą wykorzystane do porównania wyników symulacji z wynikami pomiarów.

EN

In the paper Author describes the measurement possibilities that enable a verification of the accuracy of the calculation of local magnetic forces. The deformation of a body caused by external stress is totally connected to this stress distribution. For this reason, in order to verify the calculated force distributions, the author made a test stand that enabling the measurement of local deformations. The built test stand and measuring process have been described. Measurements results for different ferromagnetic materials have been presented. The obtained results were used to make the digital profile of deformation for the examined materials.

5

Analiza mikropaskowego czujnika naprężeń z prostokątnym promiennikiem

Łopato P., Herbko M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 9

37--41

PL

Przetworniki mikropaskowe umożliwiają monitorowanie odkształcenia i pośrednio naprężenia badanego elementu konstrukcyjnego. Określenia odkształceń dokonuje się poprzez pomiar charakterystyki współczynnika odbicia S11 w funkcji częstotliwości. Czujniki tego rodzaju wykazują liniową zależność zmian częstotliwości rezonansowych od wydłużenia badanego elementu, tak więc mogą być dobrą alternatywą dla tensometrów. W artykule zbadano, stosując metodę elementów skończonych, jak czułość przetwornika zależy od jego rozmiaru.

EN

Microstrip sensors allow measurement of deformation and indirectly stress of construction element. Evaluation of deformation is done by measuring the characteristics of the reflection coefficient S11 as a function of frequency. This kind of sensor has a linear dependence between the shift of the resonant frequency and strain, so, it can be alternative for strain gauges. In this article the dependence between the sensitivity of the sensor and its size was examined using Finite Element Modeling.

6

Stanowisko do badań zmęczeniowych materiałów przy zginaniu ze skręcaniem

Rozumek D., Pawliczek R., Lewandowski J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 2/I

27--38

PL

W pracy zaprezentowano budowę, zasadę działania i pomiary na maszynie wytrzymałościowej do badań zmęczeniowych. Maszyna przeznaczona jest do badań zmęczeniowych próbek z materiałów konstrukcyjnych pracujących przy cyklicznie zmiennych obciążeniach zginających, skręcających i proporcjonalnym zginaniu ze skręcaniem. Można zadawać obciążenia z zerową lub różną od zera wartością średnią momentu. W pracy przedstawiono przykładowe pomiary statyczne i cykliczne na dźwigni maszyny i badanej próbce dotyczące cechowania stanowiska przy zginaniu i skręcaniu oraz wpływu wartości średniej obciążenia.

EN

The paper presents structure, a principle of operation and measurements of the strength machine for fatigue tests. The machine is designed for fatigue tests of specimens performed from the structural materials working under cyclical loads bending, torsion and proportional bending with torsion. We can ask the load with a zero or non-zero mean value of the moment. The paper presents examples of measurements of static and cyclic on lever machines and the tested specimen (calibration machine) under bending and torsion and the influence of the mean value load.

7

Światłowody w pomiarach inżynierskich

Howiacki T., Sieńko R.

Builder

|

2017

|

R.21, nr 5

70--72

PL

W artykule opisano wybrane przykłady badań laboratoryjnych, których celem było zweryfikowanie przydatności światłowodowej techniki pomiarowej do praktycznych zastosowań inżynierskich. Światłowody, ze względu na wiele zalet, mają szansę stać się przełomem w dziedzinie inżynierii lądowej zwanej monitorowaniem konstrukcji (ang. structural health monitoring). Do rozwiązania pozostaje jednak wiele problemów technicznych, związanych między innymi ze sposobem montażu i zabezpieczenia delikatnych włókien światłowodowych przed uszkodzeniami mechanicznymi. Opracowanie rozwiązań umożliwiających pozyskiwanie wiarygodnej i kompleksowej wiedzy na temat pracy obiektu budowlanego ma w ogólności prowadzić do poprawy jego bezpieczeństwa przy jednoczesnym minimalizowaniu nakładów finansowych.

EN

The article describes some examples of laboratory tests, which aim was to verify the usefulness of fiber optic measurement technology for practical engineering applications. Optical fibers, due to the many advantages, have a chance to become a crucial solution in the field of civil engineering called structural health monitoring. However, there are many problems to solve related to, inter alia, the way of mounting and protection of weak fibers from mechanical damage. Preparing solutions for obtaining reliable and comprehensive knowledge about structure operation should generally lead to improved safety, while minimizing financial outlay.

8

Odkształcenia mostu z kompozytów FRP w świetle różnych metod pomiarowych

Kaleta D., Rajchel M., Siwowski T., Sieńko R.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2017

|

Nr 24

151--160

PL

Konstrukcje mostowe zbudowane z kompozytów FRP charakteryzują się bardzo małym ciężarem zapewniającym łatwy transport i szybki montaż, możliwościami prefabrykacji całych przęseł, bardzo dużą wytrzymałością, doskonałą trwałością, odpowiednią sztywnością i dobrymi parametrami dynamicznymi. W referacie przedstawiono wyniki pomiarów odkształceń belkowego przęsła mostu typu all-composite. Pomiary odkształceń pod obciążeniem statycznym wykonano trzema różnymi metodami: metodą konwencjonalnej tensometrii elektrooporowej oraz za pomocą technologii strunowej i za pomocą rozłożonych czujników światłowodowe DFOS (ang. distributed fibre optic sensors). Przeprowadzone badania wykazały bardzo dużą zgodność odkształceń pomierzonych tymi metodami. Porównanie trzech technologii pomiarowych pozwoliło także na wybór technologii najbardziej odpowiedniej dla mostów kompozytowych.

EN

The all-composite bridges in which both the girder and deck slab are fully made of FRP composite, are characterized by: a very low weight, prefabrication even entire spans, very high strength, excellent durability, appropriate stiffness, and proper dynamic behavior of the bridge. The mail results of strain measurement in the all-composite bridge span under static load test have been presented. Three different measurement methods have been applied: vibrating strain gauge, distributed fibre optic sensors (DFOS) and strain gauge transducer. The proof load tests have revealed the good agreement and consistency between these results. The comparison made on the basis of measurements has allowed to choose the most appropriate method to be used in the further monitoring system of the bridge.

9

Wykorzystanie światłowodów w inżynierii medycznej

Kwaśniewski J., Juraszek J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 10

139--142

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania światłowodów w inżynierii medycznej. Zostały przedstawione laboratoryjne wyniki badań inteligentnego systemu monitorującego podłoże pacjenta w opiece pielęgnacyjnej. Oprócz informacji o ułożeniu pacjentów na materacu uzyskujemy w systemie monitorowania także informacje o aktualnej temperaturze pacjenta i wilgotności podłoża.

EN

The article issues the possibilities of using optical fiber in medical engineering. They were presented laboratory results of intelligent monitoring system of patients’ underlay in nursing process. The monitoring system provides information about the patients position on a mattress and also the current patients temperature and underlay humidity.

10

Analiza pracy układu światłowodowych siatek Bragga do pomiarów odkształceń

Sikora A., Serwicki T.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

8281--8287, CD 2

PL

W artykule przeanalizowano układ pracy światłowodowych siatek Bragga służący do pomiarów odkształceń. W skład układu wchodzą dwie identyczne siatki: czujnika i referencyjna. Detekcję sygnału z siatki czujnika przeprowadzono za pomocą siatki referencyjnej pełniącej funkcję dyskryminatora optycznego. Przeanalizowano pracę sześciu konfiguracji układu, różniącymi się zastosowanymi jednorodnymi siatkami z apodyzacją. Symulacje przeprowadzono dla wybranych parametrów siatek: wartości składowej stałej zmian efektywnego współczynnika załamania siatki δn eff (w zakresie badanym od 5 x10 -4 do 7x10 -4) oraz wybranych długości statki L (w zakresie długości od 2mm do 4 mm). Podano zakresy przetwarzania dyskryminatorów przy założeniu nieliniowości charakterystyki dyskryminatorów mniejszej niż 1% oraz odpowiadające im zakresy pomiaru odkształceń.

EN

This article presents the analysis of fibre Bragg gratings system for strains measurement. The system consists of two identical gratings: sensor and reference. The signal from the sensor grating was detected using a reference grating acting as an optical discriminator. The operation of six discriminators was analysed, with different apodized uniform gratings. Simulations were performed for selected grating's parameters: the constant component of effective index of refraction changes δn eff (over the range from 5 x10 -4 to 7x10 -4) and grating length L (in terms of length from 2mm to 4 mm). Discriminators processing ranges were specified assuming an nonlinearity characteristic of less than 1% and corresponding strain measurement range.

11

Zastosowanie techniki wizyjnej w automatyzacji pomiarów geometrii i podnoszeniu jakości wyrobów wytwarzanych w przemyśle motoryzacyjnym

Świłło S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 257

3--128

PL

Głównym celem opracowania jest prezentacja nowych rozwiązań usprawniania procesów produkcji dla przemysłu motoryzacyjnego przy wykorzystywaniu aplikacji opartych na systemach wizyjnych. W rezultacie zrealizowanych przez autora prac badawczych w tym zakresie zaprojektowano i zbudowano wizyjne systemy pomiarowe oraz przedstawiono nowe bardziej doskonałe rozwiązania w pomiarach dokładności oraz analizie jakości wytwarzanych wyrobów metalowych. Zaproponowane w monografii rozwiązania miały duży udział w procesie określania potencjalnych możliwości dla nowo powstałych systemów wizyjnych dedykowanych do eksploracji wybranych technik wytwarzania elementów motoryzacyjnych. Podniesienie bowiem jakości w procesie kontroli techniki wytwarzania prowadzi do lepszego rozumienia strategii doboru właściwych rozwiązań. W szczególności, przedstawione rozwiązania miały duży udział w procesie uzyskiwania wysokiej dokładności w analizie danych pomiarowych. Proces ten dokonywany był poprzez wykorzystanie zaawansowanych technik numerycznej obróbki obrazu dla wzorów powierzchniowych, jak również dla obiektów trójwymiarowych. Dzięki wdrażaniu metod doświadczalnych i teoretycznych oraz tworzeniu na tej bazie nowych propozycji, autor przedstawił wszechstronne podejście do zagadnień automatyzacji pomiarów oraz podnoszenia jakości w obszarze kształtowania blach, procesu zawijania, kontroli wymiarowej otworów po obróbce maszynowej oraz inspekcji powierzchniowej odlewów aluminiowych. W pierwszej części monografii przedstawiono analizę procesu kształtowania blach z uwzględnieniem pomiaru jej geometrii i kinematyki procesu. Aktualnie dostępne rozwiązania w tym zakresie, to między innymi: stanowiska badawcze do wyznaczania krzywych odkształceń granicznych, systemy wizyjne do pomiarów odkształceń czy układy optyczne do zadań rekonstrukcji obiektów trójwymiarowych. Przedstawione przez autora rozwiązanie dotyczy w pełni automatycznego stanowiska laboratoryjnego do realizacji i analizy prób wybrzuszania hydraulicznego blach. Do prób kształtowania plastycznego zastosowano metodę wybrzuszania krążków blachy (utwierdzonej na brzegach) ciśnieniem cieczy. W tej operacji występuje dwuosiowe, równomierne rozciąganie, czego efektem jest formowanie wytłoczki o kształcie czaszy kulistej. Zastosowany przykład procesu tłoczenia blach pozwala na uzyskanie wielu rozwiązań, tak w zakresie opisu kinematyki, jak i badania warunków utraty stateczności dzięki braku występowania tarcia na powierzchni kontaktu narzędzia z materiałem. Stanowisko to pozwala na prowadzenie dwóch typów pomiarów. Do pierwszej grupy zaliczyć można rejestrację przebiegu procesu kształtowania plastycznego w postaci ciśnienia i przemieszczenia, a do drugiej pomiar kinematyki i kształtu próbek wybrzuszanych. Ta pełna charakterystyka procesu wybrzuszania pozwala na prowadzenie pomiarów własności plastycznych oraz na opracowanie mechanizmów kontroli przebiegu procesu kształtowania. Do takich elementów kontroli zaliczyć można miedzy innymi możliwości automatycznego sterowania przebiegiem procesu z możliwością jego przerwania w ściśle określonej fazie deformacji. W uzupełnieniu do zaproponowanych rozwiązań automatyzacji pomiarów odkształceń przedstawione zostały wyniki prac w zakresie przewidywania momentu pękania. Od wielu lat stosowana przez rożnych autorów metoda analizy siatek regularnych i stochastycznych w połączeniu z procesem obróbki obrazu doczekała się licznych rozwiązań. Nie dają one jednak wciąż odpowiedzi na podstawowe pytanie odnośnie sposobu unikania lub eliminowania niebezpieczeństw związanych z przekroczeniem granicznych wartości odkształceń dla procesów realizowanych w warunkach przemysłowych. W kolejnej części dotyczącej problematyki tłoczenia blach, autor przedstawia kompleksową informację na temat metod projektowania narzędzi do tłoczenia części nadwozia. W ramach tych informacji przedstawiona jest aktualna strategia prac projektowych z wyróżnieniem czynników technologicznych. Przedstawiono technikę komputerowego wspomagania projektowania i kontrolowania jakości wyrobów. Zaproponowana zaawansowana technika wizyjna jest współczesnym narzędziem przemysłowym, które znajduje zastosowanie również w przemyśle samochodowym umożliwiając dokonanie pomiaru geometrii szybko i dokładnie. Przedstawione rozwiązanie dotyczy stanowiska mobilnego do zastosowania w warunkach przemysłowych w analizie kształtu i pomiarze odkształceń z wykorzystaniem obróbki obrazu. Proces obróbki obrazu i jego analizy, w celu rekonstrukcji badanych obiektów (blach) został zaprezentowany na przykładzie aplikacji przemysłowej. Kolejnym zagadnieniem niniejszej monografii jest propozycja nowej metody pomiaru odkształceń w procesie trzystopniowego zawijania. Proces zawijania stosowany jest dla potrzeb zwiększenia wydajności i jakości części konstrukcyjnych karoserii samochodów. Konieczność monitorowania parametrów tego procesu wynika z faktu, że rzutuje on na końcową jakość wyrobu. Dlatego też, w celu zminimalizowania błędów powstałych na etapie projektowania procesu zawijania koniecznym było kompleksowe poznanie tego procesu do czego dotychczas nie przykładano tak dużej uwagi. Osiągnięto to poprzez opracowanie nowej metody opisu kinematyki procesu zawijania, geometrii i jakość kształtowanej powierzchni. Dzięki tym pracom możliwe jest szybkie i dokładne zanalizowanie procesu zawijania dla dowolnych wielkości geometrycznych i materiałowych występujących w wybranych obszarach karoserii samochodowej. W przeciwieństwie do czasochłonnych i mało precyzyjnych metod oceny bazującej na analizie wzrokowej proponowana metoda z wykorzystaniem systemu wizyjnego pozwala na natychmiastową i ilościową analizę gotowego wyrobu. Kontrola wymiarowa przy zastosowaniu inspekcji wizyjnej to coraz częściej wykorzystywana technika pomiarowa pozwalająca na szybkie i dokładne odwzorowanie badanego wyrobu w celu jego modyfikacji, powtórnego odwzorowania lub inspekcji geometrycznej. Spośród licznej grupy urządzeń pomiarowych wyróżnić można urządzenia do pomiarów dyskretnych i optyczne urządzenia do skanowania. Przewagą stosowania rozwiązań optycznych jest szybkość przy konkurencyjnej dokładności pomiarów. Stąd, zaproponowanie przez autora techniki wizyjnej do rekonstrukcji obiektów (wyrobów), w celu dokonania weryfikacji geometrii powstałej po obróbce maszynowej. Określenie położenia otworów, linii brzegowych wyrobu we współrzędnych lokalnych i globalnych to podstawowe cele tych operacji kontroli. Zaproponowane przez autora rozwiązania w tym zakresie polegają na zastosowaniu połączonego systemu układu wizyjnego i napędowego. Ten złożony system pomiarowy umożliwia realizację połączonych zadań pomiarowo-decyzyjnych. Dziki zastosowaniu układu wizyjnego możliwe jest dokonanie szybkiej i precyzyjnej kontroli wymiarowej badanego wyrobu. Proponowane rozwiązania w tym zakresie dotyczą głownie rozpoznawania krawędzi otworów z dokładnością podpikselową. Na zakończenie opracowania przedstawiona została nowa propozycja wizyjna automatyzacji procesu inspekcji defektów powierzchniowych w odlewach aluminiowych. Problem występowania defektów powierzchniowych jest istotnym ograniczeniem dla wyrobów w przemyśle odlewniczym z uwagi na konieczność osiągnięcia wysokiej jakości końcowej wyrobu. W zależności od przebiegu procesu technologicznego procesowi odlewania może towarzyszyć tworzenie się pęknięć czy porów. Nieciągłości te w sposób istotny mogą ograniczać późniejszą funkcjonalność wyrobów lub zdolność do przenoszenia znacznych sił. Zaproponowane rozwiązanie dotyczy komputerowej inspekcji z wykorzystaniem systemu wizyjnego, inspekcji będącej alternatywą dla powszechnie stosowanych metod kontroli wzrokowej. Opracowany przez autora system wizyjny pracujący w trybie online wykorzystuje zaawansowane techniki obróbki umożliwiające wykrywanie i identyfikowanie rożnych typów defektów powierzchniowych. System ten został pomyślnie przetestowanym dla grupy trzech typów defektów powierzchniowych występujących w odlewach aluminiowych.

EN

The main focus of the present work is on the demonstration of new methods for the manufacturing process improvement specifically through the application of machine vision inspection in automotive technologies. In particular, the results of the undertaken research include optical systems development and engineering product improvement by searching for new, more accurate methods for measuring and analyzing surface quality, dimensional control and process performance analysis. The proposed solutions have contributed to the understanding on how new imaging systems have a large potential in exploring manufacturing technologies and provide an entirely new perspective on process control that leads to the new thinking in the process control strategy. In particular, the author proposed a new understanding on how to achieve a high-level of process performance analysis by using advanced digital imaging techniques for two- and three-dimensional object location, recognition, and inspection as well as surface detective metrology. By searching and using advanced solutions in mathematics and physics, the author provides comprehensive information and incremental knowledge about the manufacturing process improvement with application of both theoretical and experimental methods in the field of sheet metal forming and hemming, dimension control after machining and surface defect inspection for aluminum casting. As for the first task, the geometry and kinematics of product behavior after sheet metal forming have been investigated. Currently, we can find, among others, methods that serve the determination of forming limit curves, which, combined with calculations of the deformation occurring in the examined products, provide comprehensive information about the state of the material. The developed solution by author comprises a fully automatic test stand for the hydro-bulging process. In this operation, a biaxial uniform stretching occurs, producing objects in the form of a spherical cap. The use of the stand allows running two types of the measurements. The first group of measurements allows recording the run of the plastic forming process in terms of pressure and displacement, while second group includes measurements of the process kinematics and of the shape of the bulged samples based on the both: regular and stochastic grids. Full description of the bulging process should enable further materials research and development of process control mechanisms. The elements of such control can include, among others, an option for automatic monitoring of the process run and the possibility of its interruption at a strictly determined stage of deformation. As complementary to the created solutions of automated strain measurement, studies are carried out to predict the crack initiation, since the problem of accurate method for quality inspection for the sheet metal in production environmental is still present. In the next section, the authors provide comprehensive information on methods used in design of tools for the die forming of car body parts. As part of the information, current strategy adopted in design work has been presented, with emphasis put on the technological factors. The proposed advanced vision-based technology is a modern tool for the industrial uses, applicable especially in the automotive sector as a means to provide quick and accurate measurement of product geometry and quality. The described solution of stereovision refers to a mobile stand operating under industrial conditions to enable shape and deformation analysis through image processing. The image acquisition process and digital analysis of the images have been presented to recognize and analyze the objects taken from camera. In the vision control process, the author proposed a new method for the strain measurement in a three-stage hemming process. Hemming is performed to increase the productivity and quality of car body structural parts. The expectation to monitor the parameters of this process results from the fact that they affect the final product quality. Therefore, to reduce to minimum errors occurring at the stage of the hemming process design, a comprehensive understanding of the process, which so far has not been given enough attention, was necessary. This was done by developing an entirely new method, allowing the strain characteristics and crack propagation to be determined in the plastic forming process. The ultimate goal was to determine experimentally the limit parameters of the process, the kinematics, and the geometry and surface quality achievable during hemming. This stage involves the determination of the location of defects, analysis of deformation and measurement of critical dimensions. These characteristics of the inspected parts, which the vision inspection system will examine, are very important and essential for a fully successful implementation of the vision system. The vision inspection system proposed by the author responds to the demand of users for systems that are easier in operation, cost less and are more flexible. These improvements make the vision inspection system more accessible to all manufacturers. The dimensional control using visual inspection is increasingly being used as a measurement technique that allows quick and accurate representation of product tested for its modification, re-mapping or geometric inspection. Currently, two methods of measurement, namely by vision and by contact, are commonly used to implement this type of measurement tasks, allowing quick and precise mapping of the examined surface. The advantage of vision solution is the speed of measurements combined with competitive accuracy. Hence comes the idea to propose a non-contact technique for the reconstruction of two-dimensional objects. Determining the shapes of holes and their locations in local and global coordinates are basic objectives of these control operations. The solutions proposed by the author in this area rely on the use of a complex system, including a vision system, and a drive system. This complex measurement system enables execution of the combined tasks of measurement and decision making. Owing to the application of a vision system it is possible to make rapid and accurate reconstruction of the measured element. The solutions proposed in this area concern the edge detection of objects with a sub-pixel accuracy. Finally, a new camera-based machine vision system for the automatic inspection of surface defects in aluminum die casting was developed and presented by the author. The problem of surface defects in aluminum die casting is widespread throughout the foundry industry and their detection is of paramount importance in maintaining product quality. Depending on part design and processing techniques, castings may develop surface discontinuities such as cracks or tears and pores that greatly influence the material ability to withstand these loads. The proposed, computer based, visual inspection provides a viable alternative to human inspectors. The, developed by the author, machine vision system uses a fast image processing algorithm to detect defects with different sizes and shapes. The machine vision system has been successfully tested for the different types of defects on the surface of castings.

12

Prototypowy system pomiaru odkształceń w procesie walcowania pielgrzymowego rur na zimno

Pociecha D., Osika J., Mroczkowski M., Boryczko B.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 253

25--30

PL

Pomiary odkształceń w procesach przeróbki plastycznej mogą zostać wykonane na wiele sposobów. W ostatnich latach, ze względu na dużą dokładność oraz szybkość, bardzo popularne stały się optyczne systemy pomiarowe. Niestety, w większości wypadków, za pomocą tego typu systemów można realizować jedynie pomiar odkształceń na powierzchni zewnętrznej jak np. w przypadku pomiarów odkształceń tłoczonych blach. W niniejszym artykule zaprezentowano prototypowy system, umożliwiający pomiar odkształceń w procesach przeróbki plastycznej z uwzględnieniem trzech wymiarów, oraz zmian grubości badanego elementu. System jest w znacznym stopniu zautomatyzowany poprzez zastosowanie dedykowanego oprogramowania, będącego integralną częścią systemu. Pomiary testowe wykonane zostały na przykładzie wyrobów uzyskanych w procesie walcowania pielgrzymowego, jednak system może zostać przystosowany do pomiarów w innych procesach przeróbki plastycznej metali.

EN

Strain measurement in cold plastic working processes can be performed in many ways. In recent years, due to the high accuracy and sped, optical measuring systems have become very popular. Unfortunately, in most cases, such systems can be used only to measure strain on the element outer surface, in example metal sheet pressing process. This paper present a prototype system which allow to measure deformation in cold plastic working processes, taking into account the three dimensions, and variation o the element thickness. Most of tasks are fully automated, due to using dedicated software which is integral part of this system. Test measurements were made on the sample tubes from pilger rolling process, however system can be adapted to measure deformation in any cold working process.

13

Porównanie wyników pomiaru deformacji próbki tensometrami elektrooporowymi i metodą fotogrametryczną

Nowakowski A., Sobczyk J., Nurkowski J., Gawor M., Lizak Z., Bujalski M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 1-2

95--109

PL

Praca poświecona jest zastosowaniu nowoczesnych optycznych technik pomiarowych do analizy stanu deformacji próbki podczas testu jednoosiowego ściskania. W ramach badań wykonano serie testów jednoosiowego ściskania na próbkach prostopadłościennych, podczas których wyznaczano odkształcenia lokalne i globalne badanej próbki z zastosowaniem metod tradycyjnych (tensometry elektrooporowe, indukcyjne czujniki przemieszczeń) oraz metody fotogrametrycznej bazującej na analizie wykonanych podczas eksperymentu zdjęć próbki. Badania wykazały, iż możliwym jest uzyskanie dobrej zgodności wyników pomiarów odkształceń lokalnych prowadzonych tensometrem elektrooporowym i metodą fotogrametryczną oraz duże rozbieżności wyniku pomiarów globalnych prowadzonych czujnikiem indukcyjnym i metoda fotogrametryczną. Przedyskutowano możliwe przyczyny zaistniałego stanu rzeczy i wskazania dla ewentualnych przyszłych badań.

EN

The work is devoted to the application of modern optical measurement techniques for the analysis of the deformation of the sample during uniaxial compression test. In the study a series of uniaxial compression tests on rectangular rock specimens was made. During the tests the local and global deformation of the sample were measured using traditional methods (strain gauges, inductive displacement sensors) and photogrammetric method based on the analysis of samples’ images taken during the experiments. Studies have shown that it is possible to obtain a good agreement between the results of local strain measurements conducted by strain gauges and photogrammetric method and large discrepancies between results of global measurements conducted by an inductive sensor and photogrammetric method. The possible causes of a given set of things were discussed as well as some indications for possible future research were formulated.

14

Structure’s damage detection supported by contact and contact-less global methods

Kohut P., Holak K., Mendrok K., Maj W.

Diagnostyka

|

2013

|

Vol. 14, No. 1

47--56

EN

The paper briefly describes two Structural Health Monitoring (SHM) systems applied for damage detection in civil engineering structures: the vision-based system for in-plane measurement of a structure's displacement fields, and vibration-based SHM system with modal filter as a core component. In vision-based system, the deflection curve is obtained as a result of analysis of two images of the construction: the reference one and the one acquired after application of the load. A modal filter is also an excellent indicator of damage detection, with such advantages as low computational effort, ease of automation and low sensitivity to environmental changes. To apply this method in a real SHM system, the measuring diagnostic unit has been designed and built. The system installed on the test stand consisted of a network of a sensors, needed by modal filtration system, placed in selected area of the structure. Additionally a linear transducer for measurement of deformation of the lower beam of the structure under investigation was used. The paper shows the results of their laboratory tests on truss structure. The experimental results obtained by both systems were compared.

PL

Artykuł opisuje dwa systemy monitorujące stan konstrukcji (SHM) wykorzystane do wykrywania uszkodzeń konstrukcji inżynierii lądowej: system wizyjny przeznaczony do dwuwymiarowych pomiarów pól przemieszczeń konstrukcji, oraz system oparty na filtracji modalnej. W systemie wizyjnym krzywa odkształcenia uzyskiwana jest w wyniku analizy dwóch zdjęć obiektu: obrazu odniesienia oraz zdjęcia obiektu obciążonego. Filtr modalny jest doskonałym wskaźnikiem detekcji uszkodzeń. Jego zaletą są niskie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji oraz mała wrażliwość na zmiany środowiskowe. Metoda ta została opisana i przetestowana numerycznie przez autorów. Aby zastosować ją w rzeczywistym systemie SHM zaprojektowano specjalny moduł diagnostyczno - pomiarowy. System zainstalowany na stanowisku składał się z grupy czujników wymaganych przez system filtracji modalnej umieszczonych w wybranym obszarze obiektu. Ponadto wykorzystano czujnik LVDT do pomiaru odkształcenia liniowego dolnej belki. Systemy zostały przetestowane na rzeczywistych konstrukcjach. Artykuł przedstawia wyniki testów laboratoryjnych na laboratoryjnej konstrukcji ramowej. Wyniki eksperymentu uzyskane za pomocą obu systemów zostały ze sobą porównane.

15

Pomiar odkształceń w procesie zawijania z wykorzystaniem metody linii

Świłło S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 6

443--446

PL

W artykule przedstawiono nowy algorytm dla obliczeń doświadczalnych odkształceń w procesie zawijania dla przypadku, w którym zawijana powierzchnia jak i krawędź jest zakrzywiona (przypadek 3D). Po pierwsze, opisano metodę rekonstrukcji geometrii badanej próbki z zastosowaniem metody skanowania laserowego. Po drugie, opisano system optyczny do realizacji badań pomiarowych oraz metodę obróbki obrazu zastosowaną w przestawianym przykładzie procesu kształtowania plastycznego. W procesie tym obraz przedstawiający badaną próbkę jest wpierw zapisywany a następnie analizowany w celu uzyskania informacji o zarysie deformowanej linii. Następnie, przedstawiono nową, zaproponowaną przez autora metodę rekonstrukcji zarysu 3D zawijanej próbki oraz sposób wyznaczenia odkształceń na jej powierzchni. Na zakończenie przedstawiono wyniki analizy numerycznej (obróbki obrazu deformowanej próbki) oraz wyniki pomiarów odkształceń dla przypadku zawijania 3D.

EN

The paper presents a new algorithm for experimental strain measurement of curved edge-curved surface flanging. First, a method for 3-dimensional geometry recognition based on laser scanning method is presented. Second, the optical system and basic procedures of image processing techniques are described. The image acquisition process and digital analysis were presented in order to recognize and analyze the objects taken from camera. Next, geometry reconstruction technique and strain measurements are presented in detailed for curve surface- -curve edge. Finally, experimental studies of the strain measurement for flanging of aluminum alloy were investigated.

16

Doświadczalna analiza obciążenia dźwigara pierścieniowego pod łożyskiem wieńcowym masą nadwozia ładowarko-zwałowarki

Dudek D., Dudek K.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2011

|

R. 52, nr 3-4

103-105

PL

Prowadzone prace w dziedzinie badań i analiz wytrzymałościowych konstrukcji stalowych maszyn roboczych do prac ziemnych wskazują na nierównomierne wytężenie materiału w poszczególnych węzłach i elementach konstrukcji. Dotychczasowe przeprowadzone analizy wykazują, że obciążenia eksploatacyjne wywołują często w ustroju nośnym maszyn roboczych przeciążenia ustrojów nośnych wywołane rezonansami lub impulsami udarowymi. W artykule zaproponowano metodykę estymacji rozkładów asymptotycznych do oceny kwantyli obciążeń.

EN

Experimental calculation method of ring girder load assessment on a circumference of a ball bearing with the weight of rotary body of stacker-recklaimer has been presented. Results of deformation measurements in selected points of a girder and in elements of a chassis correlated with temporary localization of body gravity center enables construction of diagnostic model of bearing load. Artificial neural net have been utilized for analysis of measurement signals for nonlinear function approximation.

17

Zastosowanie techniki cyfrowej analizy obrazu do pomiaru odkształceń powierzchni obiektów konstrukcyjnych

Jachym R., Kwieciński K.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2011

|

R. 55, nr 1

55-59

PL

Przedstawiono nowy bezstykowy system pomiaru przemieszczeń oparty na cyfrowej analizie obrazu w czasie rzeczywistym. Pokazano budowę stanowiska pomiarowego oraz opisano zasadę działania wideoekstensometru. Podano również wyniki badań mających na celu określenie warunków początkowych pomiaru odkształceń przy użyciu wideoekstensometru. Opisano przebieg prób służących opracowaniu metodyki pomiaru przy użyciu techniki analizy obrazu.

EN

It has been presented a new contactless system for measurement of displacements based on digital image analysis in real time. The measuring station design has been shown and the principle of operation of the video extensometer has been described. It has been given also the results of investigations aimed at the determination of the initial conditions for measurement of distortions with the use of the video extensometer. The course of the tests designed for working out of the measuring methodics with the use of image analysis technique has been also described.

18

Wyznaczanie pól odkształceń w procesie walcowania pielgrzymowego rur miedzianych i aluminiowych

Palkowski H., Pociecha D., Osika J., Świątkowski K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 11

770-775

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki pomiarów odkształceń w rurach aluminiowych i miedzianych, uzyskanych na drodze walcowania pielgrzymowego. Rury aluminiowe walcowane były, w modelowej walcarce pielgrzymowej nowej generacji, rury miedziane na przemysłowej walcarce pielgrzymowej KPW75VMRK. Do pomiarów wykorzystano optyczny system pomiarowy ARGUS, niemieckiej firmy GOM. Po uprzednim elektrochemicznym naniesieniu siatki na powierzchni badanej rury, zostaje ona odkształcona. System ARGUS wylicza odkształcenia, wykorzystując fotografie rury z odkształconą siatką. Otrzymane wyniki służyć mają do weryfikacji poprawności działania metody stereofotogrametrycznej, używanej do pomiarów odkształceń w modelowej walcarce pielgrzymowej oraz do otrzymania rozkładu naprężeń w kotlinie walcowniczej walcarki pielgrzymowej.

EN

The paper presents results of strain measurement in aluminium and copper tubes, obtained by cold pilger rolling method. Aluminium tubes were rolled, using in the new generation pilger roller model mill, and a copper tubes were rolled in an industrial KPW75VMRK pilger mill. For the measurements, an optical measuring system ARGUS was used, produced by German company GOM. Firstly, on the tube surface the grid was made, using electrochemical method, then the tube was deformed in pilger mill. The ARGUS system calculates strains, using photographs of the tube with deformed grid. Results, which are used to stereo-photogrammetric method verification, were obtained. This method is used to strain measurement, in pilger roller model mill, and to stress distribution calculation, in pilger mill roll gap.

19

Zastosowanie metod wizyjnych do monitorowania stanu konstrukcji

Uhl T., Kohut P., Holak K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 6

569-572

PL

W pracy dokonano przeglądu dostępnych na rynku trójwymiarowych wizyjnych systemów pomiarowych. Przedstawiono koncepcję nowego systemu wizyjnego do pomiaru deformacji i struktury obiektów inżynierii lądowej oraz pomiaru przebiegów drgań, oraz wizualizacji operacyjnych postaci drgań. W artykule przedstawiono wstępne wyniki testów metody pomiaru ugięcia konstrukcji z wykorzystaniem współczynnika korelacji obrazów na stanowisku laboratoryjnym oraz na obiektach rzeczywistych.

EN

Review of 3D vision measurement systems available on the market is presented in the paper. A concept of new vision systems dedicat-ed to measurements of deformation and geometry of civil engineer-ing objects as well as vibrations of structures and visualization of operational shape modes is introduced. The first system described in the paper enables in-plane defection course to be obtained by means of homography matrix and digital image correlation. As a result the deflection field can be computed from two images of the structure acquired from two different points in space. Epipolar geometry methods were introduced in order to provide 3D deformation's of the structures. The second system enables obtaining amplitudes of vibrations of analyzed scene objects along with their structure based upon data derived from one or two calibrated digital fast cameras. For this purpose techniques based on epipolar geometry are employed. Courses of vibrations computed by the system can be used as data for experimental modal analysis. Mode shapes visualization can be carried out by a high resolution digital camera and developed lock-in techniques. Results of preliminary tests of 2D vision deflection measurement method using digital image correlation coefficient in the laboratory as well as on the real construction are presented.

20

Określenie metodą Sachsa spawalniczych naprężeń własnych napawanej rolki linii COS

Turyk E., Marczak Z., Senczenkow I.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2009

|

R. 53, nr 2

48-49

PL

Uzasadniono potrzebę zastosowania niszczącej metody Sachsa do pomiaru naprężeń własnych napawanej rolki linii COS. Opisano sposób pomiaru odkształceń oraz obliczeń wielkości naprężeń własnych na promieniu rolki linii COS.

EN

It has been justified the need of application of Sachs's destructive testing method for measurement of residual stresses in built up rollers of production lines for continuous steel casting. The way of measurement of strains and that of calculation of residual stress values along the roller radius have been described.