Search
Division Of Applied Mechanics And Biomechanics
Publications
Filters
total: 359
Catalog Publications
Year 2016
-
Spectral Finite Element Method in Condition Monitoring and Damage Detection
PublicationIt is well known that the dynamic behaviour of engineering structures may carry very important and crucial information that can be further used for the assessment of their condition as well as detection of any damage induced. The current interest in monitoring techniques based on the propagation of guided elastic waves requires that numerical techniques used for modelling the phenomena associated must shift into the realm of high...
-
Zastosowanie EMG do analizy wybranych ruchów kończyny górnej
PublicationCelem badań było przeprowadzenie pomiarów sygnału mioelektrycznego czterech mięśni powierzchniowych lewej kończyny górnej, biorących udział w ruchach zginania-prostowania w stawie łokciowym w płaszczyźnie strzałkowej. Rejestrację elektromiogramów (EMG) odprowadzono z: głowy długiej oraz bocznej mięśnia trójgłowego ramienia, głowy długiej mięśnia dwugłowego ramienia i mięśnia ramienno-promieniowego. Wykazano, iż metoda może zostać...
Year 2015
-
Arm EMG Wavelet-Based Denoising System
PublicationThese paper presents research results of muscle EMG signal denoising. In the same time two muscles were examined - an adductor muscle (biceps brachii) and an abductor muscle (tricpeps brachii). The EMG signal was filtered using the wavelet transform technique, having selected the crucial parameters as: wavelet basis function (Daubechies 4), 10 th decomposition level, threshold selection algorithm (Heurestic) and a sln rescaling...
-
Automated Detection of Sleep Apnea and Hypopnea Events Based on Robust Airflow Envelope Tracking in the Presence of Breathing Artifacts. - [IEEE JOURNAL OF BIOMEDICAL AND HEALTH INFORMATICS]
PublicationThe paper presents a new approach to detection of apnea/hypopnea events, in the presence of artifacts and breathing irregularities, from a single channel airflow record. The proposed algorithm, based on a robust envelope detector , identifies segments of signal affected by a high amplitude mo d- ulation corresponding to apnea/hypopnea events. It is show n that a robust airflow envelope - free of breathing artifacts - improves effectiveness...
-
Collaboration between a proportional-derivative and a model-based controllers in case of a variable mass redundantly articulated manipulators
PublicationW pracy zaprezentowano wyniki analizy numerycznej dynamiki złożonego układu mechatroniczego. Częścią mechaniczną analizowanego układu jest manipulator sterowany nadmiarowo. Rozważania ograniczono do analizy płaskiego manipulatora równoległego. Część sterująca to układ sterowania (regulacji) z modelem. Analizowane zadanie polega na wymuszeniu ruchu wzdłuż zadanej trajektorii. Problemy związane ze sterowaniem prowadzą nas do pierwszego...
-
Damping Amplification Caused by a Mechanism that Trans-pass Trough its singular Position
PublicationW artykule przedstawiono badania dotyczące drgania hybrydowego systemu składającego się z mechanizmu i układu ciągłego. Pomimo ich obecności w wielu codziennych doświadczeniach to w większości przypadków technicznych obecność drgań jest niepożądana. Jednym z podstawowych problemów jest tu długie utrzymywanie się i konieczność tłumienia drgań o niskiej częstotliwości. W artykule badana jest metoda tłumienia oparta na niewspółmierności...
-
Friction-Induced Oscillations of a Non-Asbestos Organic Pin Sliding on a Steel Disc
PublicationFriction-induced oscillations result in deterioration of performance of disc brakes and are generally undesired. We conduct experimental study of friction-induced oscillations in a non-asbestos organic material / steel pair used in disc brakes of motor vehicles. The tests are done by use of a pin-on-disc machine which has the pin sample supported on a deformable beam. The adjustable friction parameters are the disc velocity, contact...
-
Mathematical model of pennate muscle
PublicationThe purpose of this study is to create a new mathematical model of pennate striated skeletal muscle. This new model describes behaviour of isolated flat pennate muscle in two dimensions (2D) by taking into account that rheological properties of muscle fibres depend on their planar arrangement. A new mathematical model is implemented in two types: 1) numerical model of unipennate muscle (unipennate model); 2) numerical model of...
-
Measurement of temperature at sliding polymer surface by grindable thermocouples
PublicationThis paper is devoted to experimental study of capabilities and limitations of grindable thermocouples as applied to polymer materials sliding on metal. Chromel–alumel and chromel–copel grindable thermocouples have been developed and tested for wide ranges of contact pressure and sliding velocity. The background temperature of the sliding surface can be determined as the lower envelope of the signal from the grindable thermocouple....
-
Modelowanie zachowania układu mięśni
PublicationW rozdziale są opisane podejścia do zamodelowania zachowania zespołu mięśni, które są oparte o zasady mechaniki. Zgodnie z tymi zasadami problem zamodelowania zachowania zespołu mięśni należy rozwiązać jako odwrotne lub proste zadanie dynamiki. Odwrotne zadanie dynamiki pozwala na wyznaczenie sił/momentów generowanych przez poszczególne mięśnie na podstawie danych kinematycznych, tzn. trajektorii ruchu oraz jej pochodnych (prędkości...
-
Nowe metody przetwarzania sygnałów w wybranych zagadnieniach wibroakustyki
PublicationMonografia Nowe Metody Przetwarzania Sygnałów w Wybranych Zagadnieniach Wibroakustyki będąca piętnastym Tomem z serii Monografie Katedry Automatyzacji Procesów AGH w Krakowie poświęcona jest zagadnieniom związanym z zastosowaniem i wykorzystaniem metod przetwarzania sygnałów wibroakustycznych w wybranych problemach technicznych i medycznych. W pierwszym rozdziale niniejszej monografii przedstawiono zagadnienia dotyczące metod przetwarzania...
-
Problems in estimation of hand grip force based on EMG signal
PublicationThere has recently been a significant increase in the number of publications on and applications of bioelectric signals for diagnostic purposes. While the use of ECG (electrocardiography) is not surprising, the use of signals from registration of brain activity (EEG) and muscles activity (EMG) still finds new applications in various fields. The authors focus on the use of EMG signals for estimating hand grip force. Currently,...
-
Program IPMed — zastosowanie kardiografii impedancyjnej do monitorowania układu krążenia
PublicationZaburzenia hemodynamiczne stanowią drugą najczęstszą przyczynę zgonu u chorych po udarze mózgu. Istniejące standardy postępowania nie uwzględniają pełnej diagnostyki układu sercowo-naczyniowego u tych chorych. W niniejszej pracy przedstawiono wieloośrodkowy projekt IPMed, który jest próbą aplikacji kardiografii impedancyjnej (ICG) do monitorowania hemodynamiki pacjentów po udarze mózgu.
-
Proportional-derivative and Model-based Controllers for Control of a Variable Mass Manipulator
PublicationW artykule prezentowano wyniki analiza numeryczna dynamiki manipulatora o zmiennej masie. W skład manipulatora wchodzą jedynie członu i przeguby obrotowe. Ładowność chwytaka jest traktowana jako jedyny element o zmiennej masie. Podobnie jak w przypadku innych manipulatorów wyposażonych w przeguby obrotowe, parametry jego dynamika zależą od aktualnego ustawienia. Gdy przemieszczenia obejmują większy zakres roboczy, w równaniach...
-
Próba wykonania analizy modalnej desek kitesurfingowych
PublicationKitesurfing jako młoda dyscyplina sportu wciąż wymaga wielu badań. Polscy sportowcy, zwłaszcza kobiety, prezentują światowy poziom w kategorii freestyle i regularnie zdobywają najwyższe laury. Ze sportem ekstremalnym wiążą się również kontuzje. By poznać schemat ich powstawania, należy najpierw określić rozkład sił działających na zawodnika.
-
The Control System Based on FPGA Technology For Fatigue Test Stand MZGS-100 PL
Publication -
The influence of electromagnetic pollution on living organisms – historical trends and forecasting changes
PublicationCurrent technologies have become a source of omnipresent electromagnetic pollution from generated electromagnetic fields and resulting electromagnetic radiation. In many cases this pollution is much stronger than any natural sources of electromagnetic fields or radiation. Wireless and radio communication, electric power transmission or devices in daily use such as smartphones, tablets and portable computers every day expose people...
-
Vision-based motion analysis of kitesurfer
PublicationKitesurfing is a relatively recent phenomenon with raising popularity worldwide – a recently developed extreme water sport considered a high-risk injury sport. It combines elements of several other sports, in particular sailing, surfing, windsurfing, wakeboarding, and snowboarding. The main purpose of authors’ research in the present paper is to use a vision system technique for measuring a kitesurfer’s body movements in order...
Year 2014
-
A Concept of Mechatronic design for a Surveillance of Dynamic Systems
PublicationW publikacji przedstawiono zastosowanie koncepcji projektowania mechatronicznego w nadzorowaniu systmów dynamicznych. W szczególności są to aktywne nadzorowanie drgań podczas frezowania oraz nadzorowanie ruchu platformy 3-kołowej. Przy tworzeniu opisywanych rozwiązań zastosowano techniki projektowania wirtualnego, symulacjje komputerowe jaki w technice Hardware-in-the-Loop. W pracy zamieszczono także przykładowe wyniki badań eksperymentalnych...
-
A higher order shell element for wave propagation in isotropic shell structures
PublicationThe presents the new multi mode higher order shell element for wave propagation problems in shell structures.
-
Automated detection of sleep apnea and hypopnea events based on robust airflow envelope tracking
PublicationThe paper presents a new approach to detection of apnea/hypopnea events, in the presence of artifacts and breathing irregularities, from a single-channel airflow record. The proposed algorithm identifies segments of signal affected by a high amplitude modulation corresponding to apnea/hypopnea events. It is shown that a robust airflow envelope—free of breathing artifacts—improves effectiveness of the diagnostic process and allows...
-
Chosen aspects of skeletal system modeling: Numerical solid and shell models of femur part
PublicationThe purpose of this paper is to present a new method of femur part modeling by using the finite element method. This method treats a femur part as a system composed of cortical and trabecular bone. For the purpose of determining a proper shape of femur part model there were created three models: a) the first one describes a femur part as a solid structure; b) the second one describes a femur part as a connection of cortical bone...
-
COMPARISON OF INFINITE ELEMENT MODELS
PublicationThe main objective of this paper is to show the comparison of two models of infinite ab- sorbing layer with increasing damping in numerical investigations of elastic wave prop- agation in unbounded structures. This has been achieved by the Authors by a careful in- vestigation of two different engineering structures characterised by gradually increasing geometrical and mathematical description complexities. The analysis included...
-
Identification of acoustic event of selected noise sources in a long-term environmental monitoring systems
PublicationABSTRACT Undertaking long-term acoustic measurements on sites located near an airport is related to a problem of large quantities of recorded data, which very often represents information not related to flight operations. In such areas, usually defined as zone of limited use, often other sources of noise exist, such as roads or railway lines treated is such context as acoustic background. Manual verification of such recorded data...
-
Influence of electric, magnetic and electromagnetic fields on the circadian system – current stage of knowledge
PublicationOne of the side effects of each electrical device work is the electromagnetic field generated near its workplace. All organisms, including humans, are exposed daily to the influence of different types of this field, characterized by various physical parameters. Therefore, it is important to accurately determine the effects of an electromagnetic field on the physiological and pathological processes occurring in cells, tissues and...
-
Numerical analysis of elastic wave propagation in unbounded structures
PublicationThe main objective of this paper is to show the effectiveness and usefulness of the concept of an absorbing layer with increasing damping (ALID) in numerical investigations of elastic wave propagation in unbounded engineering structures. This has been achieved by the authors by a careful investigation of three different types of structures characterised by gradually increasing geometrical and mathematical description complexities....
-
Numerical Comparison of Damping Amplification Effects Obtained in Neighborhood of a Mechanism Singular Position - Viscous and Electromagnetic Cases
PublicationIn the paper, results of numerical investigations are presented. A continuous beam is considered as the main vibrating element. Two energy dissipations methods are compared: viscous dampers and DC generators. To increase the damping effectiveness, velocity amplification is proposed, i.e., a mechanism is introduced between the beam and the damping element, and the mechanism configuration is set as closed to the singular position...
-
Vibration surveillance for efficient milling of flexible details fixed in adjustable stiffness holder
PublicationThe paper presents the results of research related to the possibility of using an intelligent workpiece holder with adjustable stiffness, during end milling process. Machining a one side supported flexible workpiece will be performed with constant spindle speed and feed speed. In order to avoid hazardous vibration, stiffness of the especially designed spring (mounted in a workpiece holder) will be modified off-line. In order to...
-
Vibration Surveillance System with Variable Stiffness Holder for Milling Flexible Details
PublicationEfficient milling of the flexible details (i.e. rotor blades, thin-walled elements) using slender ball-end tools is a difficult task due to possibility of vibration occurrence. Because of the existence of certain conditions (small depths of cutting, regeneration phenomena), cutting process may lose stability and self-excited chatter vibration may appear. Frequency of the chatter vibration is close to dominant natural frequency...
Year 2013
-
Damage localisation in a stiffened plate structure using a propagating wave
PublicationThe paper presents an application of changes in propagating waves for damage detection in a stiffened aluminium plate. The experimental investigation was conducted on an aluminium plate with riveted two L-shape stiffeners. The wave has been excited with a piezoelectric transducer and measured with the Laser Scanning Doppler Vibrometer. Recorded signals were analysed using the special signal processing techniques developed for damage...
-
Intelligent Material Actuators and Their Applications for Structural Dynamic Control
PublicationThe paper presents an application of inteligent materials to vibration control of structures.
-
Method of Skeletal System Modelling
PublicationAn original method of skeletal system modelling is presented in detail. Using DICOM images obtained from CT and PET tests, shell models of nine bones were created (humerus, radius, ulna, scapula, clavicle, femur, tibia, fibula, pelvis). Two methods of bone behaviour are also proposed, the first method treating the bone as a solid structure and the second method treating the bone as a complex porous structure. The behaviour of model...
-
Modelling of planar movement dynamics of upper limb
PublicationThe original model describing planar movement dynamics of upper limb is presented. The upper limb is modelled as two-joints system loaded by external forces and internal forces of striated skeletal muscles. A behaviour of each muscle is modelled as a system composed of serially linked rheologic fragments that have different mechanical properties. These muscle models allow us to simulate a behaviour of short fusiform muscle (3DOF...
-
Partition of friction heat between sliding semispaces due to adhesion-deformational heat generation
PublicationAnalytical expressions of heat-partition coefficient and contact temperatures for two sliding semispaces with account for adhesion-deformational heat generation and contact heat exchange have been obtained. The rate of deformational heat generation is assumed to decay exponentially with increase of distance from the interface. It has been shown that heat-generation configuration and the intensity of contact heat exchange have impact...
-
Redundantly Actuated 3RRR Parallel Planar Manipulator - Numerical Analyses of its Dynamics Sensitivity on Modifications of its Platform’s Inertia Parameters
PublicationIn the paper, numerical analyses, as well as dynamics of a complex mechanism, are presented. Two objectives are crucial for the paper: inverse dynamic model is needed (dedicated to be use in the model predictive controller); an identification method is searched (some trajectory parameters are controlled, when specific trajectory is tracked under an open-loop model-based control), as selected parameters must be identified for the...
-
Rigid finite elements and multibody modelling used in estimation and reduction of rod vibrations
PublicationIn the paper, a mechanical set composed of a robot (manipulator) and of an elastic beam is considered. The beam is fixed to the top of the robot structure. In most of the similar cases, undesired vibrations can be excited in the beam. They are especially significant, when dynamics in the robot braking period is examined. In the paper, estimation and modification of length of the braking period is proposed, in order to reduce the...
-
Theoretical study of thermofrictional oscillations due to negative friction-temperature characteristic
PublicationAnalytical study on oscillations of a body on a moving counterbody has been done by assuming imperfect frictional thermal contact and friction that decreases with contact temperature. It has been shown that stick-slip oscillation occurs due to decrease of friction coefficient when the body moves in the opposite direction to the counterbody. Dynamical characteristics, such as conditions for stable sliding and limit cycles, have...
-
VIBRATION SURVEILLANCE DURING MILLING OF FLEXIBLE DETAILS WITH A USE OF THE ACTIVE OPTIMAL CONTROL
PublicationThe main goal of modern machining operations is to achieve increasingly better performance. High Speed Machining and/or High Performance Cutting, despite a lot of advantages, have also some drawbacks, for example, a possibility of losing stability and development of self-excited chatter vibration. This paper presents an approach of vibration surveillance during high speed milling with a use of active optimal control. Non-stationary...
-
Viscous versus electromagnetic damping – amplification in a neighbourhood of a mechanism singular position
PublicationIn the paper, damping of vibrations are considered and compared in a mechanical and in a electromechanical system. In the system, a continuous beam is considered as the main vibrating element. The compared dissipations methods are based on: viscous dampers and DC generators. To increase the possible damping effectiveness, velocity amplification is proposed, i.e., a mechanism is introduced between the beam and the damping element....
Year 2012
-
A Mechatronic Procedure of Vibration Surveillance During Milling of a Flexible Workpiece
PublicationArtykuł prezentuje mechatroniczne podejście do nadzorowania drgań podczas obróbki szybkościowej przedmiotów podatnych z wykorzystaniem aktywnego sterowania optymalnego. Układ sterowania składa się z aktywych wzbudników piezoelektrycznych przymocowanych do przedmiotu. Efektywnośc metody została potwierdzona symulacjami komputerowymi i badaniami eksperymentalnymi.
-
Application of muscle model to the musculoskeletal modeling
PublicationThe purpose of this paper is to investigate new fusiform muscle models. Each of these models treats a muscle as a system composedof parts characterized by different mechanical properties. These models explain the influence of differences in the stiffness of lateral parts and the degree of muscle model discretization. Each muscle model is described by a system of differential equations and a single integro-differential equation....
-
Assessment of flexural beam behaviour theories used for dynamics and wave propagation problems
PublicationW pracy przedstawiono i porównano teorie belek zginanych począwszych od teorii elementarnych, aż do teorii wyższych rzędów. Przedstawiono krzywe dyspersi dla poszczególnych teorii i na ich podstawione oszacowano zakres stosowalności danej teorii.
-
Damage detection strategies based on propagation of guided elastic waves
PublicationW pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych oraz badań eksperymentalnych nad wykorzystaniemprowadzonych falsprężystych do wykrywania ilokalizacji uszkodzeń w dwu i trójwymiarowych elementach konstrukcyjnych wykonanych z materiałów izotropowych i kompozytowych.
-
mechanical engineering education via projects in multibody dynamics
PublicationPraca prezentuje rozważania nad wykorzystaniem interdyscyplinarnych projektów bazujących na zasadach dynamiki układów wieloczłonowych, traktowanych tu jako rozwinięcie kursu klasycznej mechaniki. Celem dydaktycznym jest zebranie w jednym procesie dydaktycznym takich aspektów jak: możliwość wykorzystania poznanych teoretycznie równań do modelowania i analizy znanego mu obiektu rzeczywistego; umożliwienie formułowania i testowania...
-
On a design of a torque sensor for the iCub humanoid robot
PublicationThe paper presents the evaluation process of a first version of the one axis torque sensor designed for the iCub humanoid robot. Newly designed strain gauges equipped sensor was found to show a significant readouts hysteresis, therefore several tests were run to define the reason of the hysteresis. Some of the design issues met while testing the new sensor are discussed including the screws connection and relative rigidity of the...
-
Spectral Finite Element Method for Propagation of Elastic Waves in Wind Turbine Blades for SHM
PublicationW pracy przedstawiono model łopaty turbiny wiatrowej zbudowany z wykorzystaniem spektralnych elementów skończonych. Omówiono wyniki symulacji propagacji fal sprężystych i ich interakcji z uszkodzeniami w formie pęknięcia i delaminacji.
-
Układy wieloczłonowe z więzami jednostronnymi w zastosowaniu do modelowania złożonych układów mechanicznych. - K. Lipiński.
PublicationJest to monografia poświęcona modelowaniu i analizie dynamiki maszyn, w szczególności maszyn modelowanych jako układy wieloczłonowe. Zaprezentowano rozwiązania klasyczne oraz autorskie metody modelowania i eliminacji ograniczeń spotykanych podczas modelowania dynamiki układów tego typu. Szczególną uwagę poświęcono równaniom więzów. Omówiono sposoby ich formułowania oraz metody modelowania dynamiki układu z więzami. Ważną rolę odegrają...
-
Weryfikacja odwzorowania kształtów i wymiarów podzespołów płaskich, wycinanych w technologii elektrodrążenia urządzenia wspomagającegozrobotyzowane narzędzia laparoskopowe
PublicationW pracy zaprezentowano analizę poprawności wykonaniapodzespołów urządzenia będącego zrobotyzowanym mikronadgarstkiem,wykorzystywanym dla zwiększenia ruchliwości narzędzilaparoskopowych o średnicy 2,5 mm. Analizowane podzespoły wykonanesą w skali 7:1 w technologii elektrodrążenia drutem o średnicy50 mm. Charakteryzują się architekturą płaską o określonej głębokościi skomplikowanym kształcie w pozostałych dwóch wymiarach. Analiziepoddano...
Year 2011
-
A mechatronic approach towards vibration surveillance during slender milling of flexible details
PublicationPraca dotyczy zastosowania elementów projektowania mechatronicznego do nadzorowania drgań podczas frezowania przedmiotów podatnych z wykorzystaniem aktywnego sterowania optymalnego. Opisano dynamikę układu sterowanego i zdefiniowano optymalny sygnał sterujący we współrzędnych hybrydowych. Wyodrębniono trzy podukłady: strukturalny, modalny i łączący. Uruchomiono program symulacji komputerowej, który umożliwił uzyskanie wyników potwierdzających...
-
Agricultural products' storage control system
PublicationThe paper discusses the idea and the design of a remote control system for storage management of agricultural products which temperature may rise as the result of biological processes during the storage. An actual potatoes storehouse is discussed as an application for the proposed automation system. Because of existing buildings and infrastructure at the farm, wireless data transfer system has been proposed for communication between...