Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Model matematyczny opisujący działania kierowcy w różnych sytuacjach drogowych

Budziszewski P., Kędzior K.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 7

652--653

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac, których celem było opracowanie modelu matematycznego opisującego działanie człowieka – operatora w układzie kierowca–samochód. Model dotyczy dwóch grup kierowców: amatorów i kierowców zawodowych. Opisuje sytuację podążania za poprzedzającym pojazdem, a opisujące go parametry odniesione zostały do symulowanej sytuacji wypadkowej.

EN

The article presents the results of study aimed at development of mathematical model describing human – operator actions in the driver – car control system. The model was prepared for two groups of drivers: amateur and professional ones. It describes following of the preceding vehicle scenario referred to the simulated accident situations.

2

Aktywny model ciała człowieka do rekonstrukcji wypadków przy pracy

Milanowicz M., Kędzior K.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 7

766--767

PL

W artykule opisano opracowany aktywny (uwzględniający ruchy człowieka) model ciała człowieka. Jako model bazowy wykorzystano numeryczny model ciała człowieka Madymo Pedestrian. Funkcje matematyczne opisujące przebieg kąta w czasie dla wybranych stawów są wykorzystywane do aktywacji modelu człowieka.

EN

The article describes active human body model developed by authors. Madymo Pedestrian model was used as the base for an active model. Mathematical functions describing the movements of the selected human joints are used to activate human model.

3

Multibody model of the human upper extremity for fracture simulation

Milanowicz M., Kędzior K.

International Journal of Occupational Safety and Ergonomics

|

2016

|

Vol. 22, No. 3

320--326

EN

About 3.8 million people are injured in accidents at work in Europe every year. The resulting high costs are incurred by the victims themselves, their families, employers and society. We have used a numerical simulation to reconstruct accidents at work for several years. To reconstruct these accidents MADYMO R7.5 with a numerical human model (pedestrian model) is used. However, this model is dedicated to the analysis of car-to-pedestrian accidents and thus cannot be fully used for reconstructing accidents at work. Therefore, we started working on the development of a numerical model of the human body for the purpose of simulating accidents at work. Developing a new numerical model which gives an opportunity to simulate fractures of the upper extremity bones is a stage of that work.

4

Experimental study of the loss of balance process before falling from a height

Milanowicz M., Budziszewski P., Kędzior K.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2016

|

Vol. 18, no. 1

55--64

EN

Due to a high number of accidents at work, actions have been undertaken to apply numerical simulation for reconstruction of their course in time. First works on this issue showed that the numerical human body model developed in the Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB) should be adjusted to the nature of specific accidents. Hence, a need arose to adjust the model for reconstruction and simulation of falls from heights. The adjustment involved supplementing the model with functions enabling taking into account movements of a person at the time of losing their balance, as such movements influence the course of a fall. For this purpose, a study with participation of volunteers has been conducted to define these movements. Within the framework of the study, reactions (body movements) of the subjects at the time of losing their balance were recorded. The works resulted in obtaining parameters that, after an analysis, may be used as initial conditions for a numerical model of the human body.

5

Kierowcy zawodowi a amatorzy w sytuacji wypadkowej – wstępne wyniki badań na symulatorze jazdy samochodem

Budziszewski P., Kędzior K., Łuczak A., Smoczyńska E., Kruszewski M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

2637--2648, CD2

PL

W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań mających na celu określenie różnic w zakresie parametrów opisujących reakcję kierowcy w sytuacji wypadkowej pomiędzy kierowcami zawodowymi i amatorami. Badania prowadzone były z wykorzystaniem dynamicznego symulatora jazdy samochodem. W badaniach symulowana była sytuacja wypadkowa, w której bezpośrednio przed jadący samochód osoby badanej na jezdnię wybiegał z prawej strony pieszy. Dodatkowo zaaranżowanych zostało kilka sytuacji drogowych, które pozwoliły na zarejestrowanie parametrów opisujących styl jazdy kierowcy. Sytuacje te obejmowały skręt w lewo (kierowca musiał podjąć decyzję w którym momencie włączyć się do ruchu), podążanie za „uciążliwym pojazdem” (rejestrowany był dystans do poprzedzającego pojazdu poruszającego w sposób uciążliwy) oraz pomiar prędkości i toru ruchu podczas pokonywania łuku. Zaprezentowane wstępne wyniki nie pozwalają na wyciąganie dalej idących wniosków na temat różnic pomiędzy kierowcami zawodowymi i amatorami, pokazały jednak, że większa grupa kierowców zawodowych w stosunku do amatorów uniknęła uderzenia, a ich czas reakcji był krótszy. Kierowcy zawodowi spokojniej podeszli również do uciążliwego pojazdu, używając hamulca w mniejszym stopniu.

EN

The paper presents the preliminary results of a study aimed at determining differences in the parameters describing the reaction of the driver in the accident situation between professional and amateur drivers. The study was conducted using a dynamic driving simulator. In the accident scenario pedestrian run in front of the driver’s car from the right-hand side. In addition, several road scenarios were arranged aimed at registration of the parameters describing the driving style. These situations include left turn (driver had to decide when to join the dense traffic), following the "nuisance vehicle" (recorded was the distance to the preceding nuisance vehicle) and measurement of the speed and trajectory on the curve road. Preliminary results presented in the paper do not allow to draw far-reaching conclusions about the differences between professional and amateur drivers. However they shown that the larger the group of professional drivers in relation to amateur managed to avoid the collision. In the same time their braking reaction time was shorter. Professional drivers also were using the brake pedal to a lesser extent when following the "nuisance vehicle".

6

Professor Jan Oderfeld (1908-2010). A tribute on the occasion of unveiling the commemorative plaque at Warsaw University of Technology

Kędzior K., Rzymkowski C., Śliwa L. K.

Archive of Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. LXII, nr 3

307--314

PL

Absolwent Wydziału Mechanicznego Politechniki Warszawskiej (1930), współtwórca pierwszych w Polsce działających modeli silników odrzutowych: turbinowego (1931) oraz pulsacyjnego (1933). Od 1932 r. pracował w Wytwórni Silników Skoda – PZL, gdzie współuczestniczył w projektowaniu, budowie i badaniu nowoczesnego lotniczego silnika rzędowego. W latach 1937-1939 wykładał przedmiot Silniki Lotnicze w Warszawskiej Szkole Podchorążych Lotnictwa. Po wojnie początkowo wykładał w Wyższej Szkole Inżynierskiej im. H. Wawelberga i S. Rotwanda, a następnie od roku 1949 na Politechnice Warszawskiej, gdzie od roku 1955 do emerytury w 1978 r. był kierownikiem Katedry Teorii Maszyn i Mechanizmów a 19 lutego 2008 r., z okazji setnej rocznicy urodzin, został uhonorowany tytułem Doktora honoris causa. Był twórcą polskiej szkoły TMM i współzałożycielem (1969) Międzynarodowej Federacji Teorii Maszyn i Mechanizmów. W latach 1945-1951 pracował także w Polskim Komitecie Normalizacyjnym, gdzie był twórcą polskiego systemu norm i promotorem statystycznej kontroli jakości wyrobów w przemyśle – w tej dziedzinie doktoryzował się w 1951 r. W latach 1951-1974 działał też w PAN, gdzie prowadził grupę zastosowań matematyki. Był inicjatorem utworzenia w 1954 r. i współredaktorem kwartalnika Archiwum Budowy Maszyn (obecnie: Archive of Mechanical Engineering). Był aktywnym członkiem Naczelnej Organizacji Technicznej, w tym inicjatorem i aktywnym współorganizatorem Olimpiad Wiedzy Technicznej dla uzdolnionych technicznie licealistów.

7

Reakcja kierowcy w chwili poprzedzającej wypadek – badania z wykorzystaniem symulatora jazdy samochodem

Budziszewski P., Kędzior K.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 7CD

61--70

PL

W artykule opisano badania przeprowadzone z wykorzystaniem symulatora jazdy samochodem, których celem była rejestracja i identyfikacja czynności wykonywanych przez kierowcę w chwili poprzedzającej niespodziewany wypadek samochodowy. Rozważany był scenariusz uderzenia w samochód, który wyjechał z bocznej drogi. Czas ryzyka mieścił się w przedziale między 0,89 a 1,48 s. W wyniku badań uzyskano wyniki dla 48 osób: 79% spośród nich zdjęło nogę z pedału przyspieszenia, 60% rozpoczęło skręcanie kierownicy, a 52% hamowanie. Nie zaobserwowano istotnej statystycznie korelacji między reakcją zaobserwowaną w symulowanym zderzeniu a wynikami testów psychofizycznych.

EN

The paper describes the study conducted using a car simulator, aimed to registration and identification of actions performed by the driver at the time preceding a sudden car accident. The scenario considered impact into the side of another car entering a crossroad from right-hand side. Time to collision was ranged between 0.89 and 1.48 s. The research results were obtained for 48 persons: 79% of them took their foot off the accelerator pedal, 60% started rotating the steering wheel and 52% started braking. There was no statistically significant correlation between the reaction observed in a simulated crash and the results of reflex measuring tests.

8

Sztywność budynku ze stężeniami o różnej konfiguracji

Kędzior K., Kozłowski A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

z. 58, nr 1

191-202

EN

One of the most often used bracing system in multi-storey buildings is truss system. In this system horizontal loading is transmitted by stiff floor plates to the vertical bracings, located in selected planes. Vertical bracing truss was designed as cantilever fIxed in foundation. Traditionally, vertical truss was composed of member located in one tract, i.e. each bracing fIeld placed above previous one. In many practical cases, mainly because of functional reasons, it is a need to change location of selected bracing members. The aim of the paper is to investigate how various bracing confIguration influence steel skeleton members exertion and overall stiffness of building. Analysis was conducted on three frames types: two-, fIve-, and twelve-storey. Each of them was analyzed as plane as well as space frame, altogether 29 frames were calculated. It was concluded that non-conventional bracing location leads to decreasing of frame lateral drift, while do not change essentially members exertion.

9

Customised prostheses of human joints and orthosis devices

Kędzior K., Pawlikowski M., Skalski K.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2010

|

Vol. 48 nr 4

897-915

EN

In the paper, a review of chievements of Inter-Faculty Laboratory of Biomedical Engineering1 (IFLBE) at Warsaw University of Technology is presented to commemorate Prof. Marek Dietrich who was one of the pioneers of researches in the field of biomechanics and biomedical engineering in Poland. Thus, the paper deals with two sets of problems that the members of IFLBE focused their attention on, i.e. prostheses of human joints and orthosis devices. A detailed process of a custom-made prosthesis manufacturing together with problems related to implantation will be shown as well as some new constructions of orthoses designed at Warsaw University of Technology. In the framework of the first problem, i.e. customised prostheses of human joints, the following joints are considered: hip joint, lumbar spine, elbow joint, knee joint.

PL

Praca zawiera przegląd osiągnięć Międzywydziałowego Laboratorium Inżynierii Biomedycznej (LIB) Politechniki Warszawskiej, przedstawiony dla uczczenia pamięci prof. Marka Dietricha, który był jednym z pionierów badań w zakresie biomechaniki i inżynierii biomedycznej w Polsce. W szczególności zaprezentowano badania w zakresie endoprotez stawów człowieka i urządzeń ortotycznych. Przedstawiono proces produkcji endoprotez indywidualnych oraz problemy związane z ich wszczepianiem, jak również nowe konstrukcje ortoz zaprojektowanych na Politechnice Warszawskiej. W zakresie zaś endoprotez stawów człowieka przedstawiono nowe konstrukcje endoprotez: stawu biodrowego, kręgosłupa, stawu łokciowego i kolanowego.

10

Designing and manufacturing of customized human bone endoprostheses and orthosis devices

Borkowski Pa., Borkowski P., Dietrich M., Domański J., Grygoruk R., Haraburda M., Kędzior K., Pawlikowski M., Skalski K., Skoworodko J., Szymczak B.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2007

|

Vol. 27, no. 1-2

95-104

EN

In the paper, designs of endoprostheses and orthosis devices are presented. The endoprostheses of various joints have been designed, i.e. those of the elbow joint, hip joint, knee joint and intervertebral disc. The process of design and that of manufacturing are also shown in details, as well as certain results of numerical simulations of bone behaviour after implantation. It has to be emphasised that the designed prostheses have been successfully implanted. Clinical observations indicate a proper load transfer from the prosthesis to the bone (slight bone resorption) and give good predictions as to the endoprosthesis functionality. Also some designs of orthosis devices, which facilitate paralysed people’s life, are shown.

11

Femoral bone identification for a pre-operative optimal implant selection

Ziętarski S., Kędzior K.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 26

411-416

EN

In presented approach a pre-operative selection of an optimal implant relies on comparative analysis of three type models: (a) CT-based, parametric geometric model of patient's hip joint ( femoral bone identification with accurate head location); (b) parametric geometric model of optimal implant for cemented or uncemented hip replacements, derived from (a); (c) parametric geometric models of implants, available for the surgical operation (hospital data base). Comparative analysis and results of optimization (combinatorial-cyclic method) are output graphically and in ranking tables within frames of integrated CAD/CAM/CAE systems (Unigraphics-NX3 or other systems). The objective function of the optimization has a multi-variable structure, and can be set according to a surgeon's requirements.

12

Design and verification of radial head endoprosthesis with highly functional properties

Grygoruk R., Syczewska M., Kędzior K., Skalski K.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 26

133-136

EN

In the paper a new modular construction of the radial head endoprosthesis as well as the process of its verification and modification are presented. The construction was the result of transferring anatomical features and biomechanics of the elbow joint. The clinical observations of mobile modular endoprostheses that had been previously implanted were also considered. A characteristic feature of the new construction is a modular head that is firmly connected with the stem. Such a solution prevents from blocking and disconnecting the modules of the endoprosthesis, which occurred in its previous versions. The material and construction verification of the endoprosthesis will be performed using the finite element method. For that purpose, an anatomical model of the elbow joint has been generated on the basis of the tomographical images. The engineering analysis of the construction of endoprosthesis will prove its highly functional properties. The functionality of the implanted elbow by the gate analysis (in VICON system) is also examined.

13

Metody CAD/FEM w analizie i projektowaniu implantów

Borkowski P., Kędzior K., Krzesiński G., Marek P., Zagrajek T.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2006

|

R. 48, nr 5-6

38-41

PL

Artykuł dotyczy zagadnień modelowani numerycznego połączeń kości z implantami, które przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych (MES). Symulacji poddano biomechaniczne modele implantów stosowanych w chirurgii kończyn dolnych i kręgosłupa. Uzyskane wyniki mogą być pomocne przy projektowani oraz wytwarzaniu nowych rozwiązań endoprotez.

EN

The study presents the problems of numerical modelling of bone-implant structures and some results obtained using three-dimensional finite element analyses. In the paper the biomechanical computational models of implants for use in orthopeadics and spine surgery investigated. The presented analyses show that the advanced FE technique helps in better understanding of various clinical situations, can provide information helpful for improving implant design and may be especially useful in the process of manufacturing of custom design implant.

14

Expandable non-invasive endoprostheses for growing patients

Borkowski P., Kędzior K., Pawlikowski M., Skalski K.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2006

|

Vol. 26, no. 1

85-93

EN

In the paper the problem of joint arthroplasty in children who have not reached their maturity is raised. The arthroplasty concerns replacement of a joint that does not function due to bone sarcoma that the child suffers from. Osteosarcoma and Ewing's sarcoma are the most common types of pediatric bone cancer and they afflict mainly long bones, i.e. femur and tibia. In such cases there are only two options: to amputate the affected limb or to replace the diseased bone. It goes without saying that the latter solution is most acceptable by the patient and surgeon. However, a special prosthesis has to be applied as the limbs still grow. To avoid leg length discrepancy between the healthy limb and the affected one expandable prostheses are inserted. Specific design of such prostheses allow one to lengthen the operated limb and preserve the same length of the two legs. In the paper an overview of expandable prostheses is presented. Also our own designs of expandable orthopaedic devices are shown. The devices are characterised by the fact that their length can be intelligently extended by means of a special electro-magnetic set.

15

A nonlinear analysis of the human vertebral column and medical recommendations that follow

Dietrich M., Kędzior K., Borkowski P., Krzesiński G., Skalski K., Zagrajek T.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2005

|

Vol. 53, nr 3

179-194

EN

The analysis of mechanical behaviour of spinal column is until now still a challenge, in spite of the great amount of research which has been conducted over the last years. It is a particularly complex structure considering number of components, their shapes and mechanical characteristics. The objectives of the presented investigations are to understand the mechanisms of the mechanical behaviour of the spine structure and the role of its components, as well as the factors of its dysfunctions as scoliosis discopathy, spondylolisthesis. Also some mechanical effects of surgical interventions by total disc replacement is considered. To account for the 3D character of the spine system including vertebrae, discs, ligaments, muscles etc. the finite element method (FEM) formulation was used throughout the paper. Some specific features of the structure are included in the models as non-conservative loads and muscular tension control performed by the nervous system. The finite element method together with CAD programs and experimental validation was used in investigations of a new type of artificial disc for lumbar spine. The stress analyses were performed for the prostheses being in clinical use and for some original new designs. The conclusions concern most important determinants of the mechanical behaviour of the system and the quality of the intervertebral disc prosthesis.

16

Numerical investigation of a new type of artificial lumbar disc

Borkowski P., Kędzior K., Krzesiński G., Skalski K. R., Wymysłowski P., Zagrajek T.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2004

|

Vol. 42 nr 2

253-268

EN

The replacement of a damaged lumbar disc by an artificial organ is still not satisfactorily solved problem of surgery. In the study, the finite element method together with CAD programs and experimental validation was used in investigations of a new type of artificial disc for lumbar spine. The present 3D parametrical FE models take into account nonhomogenous properties of tissues, contact with friction between the parts of the analysed systems, large strains and large displacements. The stress analyses were performed for the prostheses being in clinical use and for some new designs. The conclusions concern most important determinants of the mechanical quality of the intervertebral disc prosthesis.

PL

Zastąpienie lędźwiowego krążka miedzykręgowego przez protezę jest wciąż nie w pełni rozwiązanym problemem chirurgii. W pracy zastosowano metodę elementów skończonych, techniki CAD oraz metody weryfikacji eksperymentalnej do poszukiwania konstrukcji nowego typu sztucznego krążka dla odcinka lędźwiowego kręgosłupa. Prezentowane modele metody elementów skończonych uwzględniają niejednorodne właściwości tkanek, występowanie dużych deformacji oraz oddziaływania między poszczególnymi częściami analizowanej struktury. Analizy przeprowadzono dla protez stosowanych obecnie w praktyce klinicznej oraz dla kilku nowych propozycji konstrukcji. Wnioski dotyczą najważniejszych czynników o charakterze mechanicznym, które wpływają na jakość sztucznych krążków międzykręgowych.

17

Design and manufacturing of the human bone endoprothases using computer-aided systems

Dietrich M., Kędzior K., Skalski K.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

1999

|

nr 3

481-503

EN

Basing on the results obtained previously, the authors present both research and application issues of modern computer-aided design and manufacturing of human bone replacements (endoprotheses). The first stage of the procedure consist in identifying the geometry (dimensions, shapes) and material (composition of the tissue, i.e. cortical and cancellous bone fractions) of the elements of human bone to be replaced with implants. For this purpose, the X-ray Computerized Tomography (CT) and Coordinate Measuring Machine (CMM) are used. In the second stage by means of a Computer-Aided Design (CAD) system, a geometrical model of the bone under consideration is constructed, representing both external and internal (marrow cavity) shapes and areas of cortical and cancellous bones. At this stage it is possible to change the shape of the endoprothesis to fit exactly the patient's anatomic features. Also, the strength can be estimated, using the Finite Element Method package included in the Computer -Aided Manufacturing (CAM) system, the technological process is designed and then the endoprothesis, e.g. using a Computer Numerical Controlled (CNC) machine is manufactured.

PL

Na podstawie wyników prac własnych przedstawiono zastosowanie współczesnych inżynierskich systemów komputerowych do wspomagania projektowania i wytwarzania endoprotez elementów kości człowieka. Pierwszy etap zintegrowanego procesu projektowo-wytwórczego obejmuje identyfikację własności geometrycznych (wymiary, kształt) i materiałów tych elementów kości człowieka, które na skutek choroby lub uszkodzenia mają być zastąpione implantowaną na ich miejsce endoprotezą. Stosuje się do tego rentgenowską tomografię komputerową (CT) i skomputeryzowane współrzędnościowe maszyny pomiarowe (CMM). W drugim etapie za pomocą systemu do komputerowo wspomaganego projektowania (CAD) tworzy się model geometryczny powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej (jamy szpikowej) zidentyfikowanej w poprzednim etapie kości. Ten etap obejmuje także dobór typowej (spośród dostępnych na rynku implantów) lub zaprojektowanie indywidualnej, anatomicznie dopasowanej endoprotezy. Drugi przypadek dotyczy pacjentów o nietypowych, np. ze względu na zaawansowane zmiany chorobowe, własnościach geometrycznych kości. Następnym krokiem w tym etapie jest komputerowo wspomagana analiza inżynierska (CAE) układu kość-implant metodą elementów skończonych, której wyniki mogą doprowadzić do zmian w doborze typowego lub w konstrukcji indywidualnego implantu. System CAD umożliwia także symulację zabiegu chirurgicznego wszczepienia dobranej lub nowozaprojektowanej endoprotezy. Ułatwia to przeprowadzenie zabiegu wszczepienia i zmniejsza ryzyko powikłń pooperacyjnych. W trzecim etapie, za pomocą systemu komputerowo wspomaganego wytwarzania (CAM) projektuje się proces obróbki endoprotezy, a następnie steruje się jej wytwarzaniem na sterowanej numerycznie (cnc) obrabiarce.

18

Experimental Verification of the Computerized Method for Work Space Optimization in Conditions of Static Work

Roman-Liu D., Kędzior K.

International Journal of Occupational Safety and Ergonomics

|

1999

|

Vol. 5, No. 1

109--124

EN

The aim of this study was to verify a theoretical model for upper extremity work space optimization. In order to do that, experimental studies were conducted in which two parameters of the electromyography (EMG) signal were analyzed: AMP (amplitude calculated as Root Mean Square) and SZC (coefficient of the slope of the regression line between time and Zero Crossing values). Values of forces in muscles (parameter MOD) were calculated from theoretical studies. A comparison of experimental (AMP, SZC) and theoretical (MOD) parameters was performed by analyzing the coefficient of correlation between those parameters and differentiation of muscular load according to external load value. Analysis showed that the theoretical and experimental results are in step, which means that the developed model can be used for upper extremity work space optimization.

19

Computerized Method for Work Space Optimization in Conditions of Static Work

Roman-Liu D., Kędzior K., Rzymkowski C.

International Journal of Occupational Safety and Ergonomics

|

1999

|

Vol. 5, No. 1

97--108

EN

The aim of this research was to develop a theoretical method for the ergonomic optimization of the work space of the upper limb. This method is based on a model of the upper extremity with 7 degrees of freedom. It consists of 3 rigid elements modeling the arm, forearm, and hand and 34 upper extremity muscles. The trunk is considered immobile. The shoulder joint is modeled as a rotating kinematics pair of third class, the elbow and wrist joints - of fourth class. The minimum sum of muscle force moments in the joints and soft saturation muscle cooperation criterion were used as merit criteria. The developed method makes it possible to effectively solve, in a defined work space, the task of work space optimization.