Search
Institute of Mechanics and Machine Design
Publications
Filters
total: 203
Catalog Publications
Year 2022
-
Tribological Properties of Thermoplastic Materials Formed by 3D Printing by FDM Process
PublicationThe dataset entitled 3D printed ABS thermoplastic vs. steel. Dry sliding wear test in constant load & velocity ring on flat configuration. Test parameters: print layer thickness and orientation. Test symbol: 019_h_4 contains: the time base (expressed in seconds and minutes), the friction torque for sliding friction, rotational velocity of the counter – specimen (velocity of sliding), friction coefficient, load in the friction contact...
-
Wpływ środowiska i warunków zamocowania na drgania elementów obiektów wynoszonych w przestrzeń kosmiczną
PublicationRozprawa doktorska dotyczy zagadnienia analizy wpływu ciśnienia atmosferycznego i siły docisku na współczynnik tłumienia drgań mechanicznych. Głównym celem pracy było sformułowanie opisu oddziaływania otoczenia obiektów drgających w warunkach wynoszenia w przestrzeń kosmiczną na parametry tych drgań. Przedstawiono przegląd literatury dotyczący sposobu pomiaru oraz metod identyfikacji parametrów drgań, zagadnienia tribologii oraz...
-
Wyszukiwanie źródła sygnału przy użyciu grupy robotów
PublicationW pracy przedstawiono algorytm wyszukiwania źródła sygnału oparty na zmodyfikowanej metodzie wyszukiwania źródła sygnału RSSI. Fizyczna implementacja tego algorytmu opiera się na wykorzystaniu losowo rozłożonych dwukołowych robotów poruszających się w formacji roju. Uzyskane wyniki z badań doświadczalnych wskazują, że proponowana fizyczna implementacja algorytmu w przeprowadzonych próbach pozwoliła na uzyskanie średniej dokładności...
Year 2021
-
A comparative performance assessment of a hydrodynamic journal bearing lubricated with oil and magnetorheological fluid
PublicationThis work presents the investigation results of a journal bearing lubricated with magnetorheological fluid that is activated by a local constant magnetic field to vary both the local flow resistance and pressure. The bearing performance is assessed via Finite Element Modelling (FEM) and results are corroborated by experiments. The FEM model uses the Bingham model to describe the fluid film. A dedicated test rig is used to assess...
-
A device for measuring heat flux on a rocket skin surface
PublicationA novel method for measuring heat flux on a surface is presented. It is an extensive upgrade of currently known heat flux sensors used mostly in civil engineering. As the thermal environment of launchers, especially sounding rocket can have an enormous negative effect on payload, careful considerations have to be taken in the process of preparing insulation. Usually, thermal data provided by the launch vehicle manufacturer is limited...
-
A method of predicting the best conditions for large-size workpiece clamping to reduce vibration in the face milling process
PublicationThe paper presents an innovative method of solving the problem of vibration suppression during milling of large-size details. It consists in searching for the best conditions for clamping the workpiece based on a rapid modal identification of the dominant natural frequencies only and requires repetitive changes in the tightening torque of the clamping screws. Then, by estimating the minimum work of the cutting forces acting in...
-
An Experimentally Aided Operational Virtual Prototyping to Obtain the Best Spindle Speed during Face Milling of Large-Size Structures
PublicationAbstract: The paper presents an original method concerning the problem of vibration reduction in the general case while milling large-size and geometrically complex details with the use of an innovative approach to the selection of spindle speed. A computational model is obtained by applying the so-called operational approach to identify the parameters of the workpiece modal model. Thanks to the experimental modal analysis results,...
-
An Improved Method of Minimizing Tool Vibration during Boring Holes in Large-Size Structures
PublicationThe paper presents a thoroughly modified method of solving the problem of vibration suppression when boring large-diameter holes in large-size workpieces. A new approach of adjusting the rotational speed of a boring tool is proposed which concerns the selection of the spindle speed in accordance with the results of the simulation of the cutting process. This streamlined method focuses on phenomenological aspects and involves the...
-
An inclination in Thermal Energy Using Nanoparticles with Casson Liquid Past an Expanding Porous Surface
PublicationPhysical aspects of inclined MHD nanofluid towards a stretching sheet embedded in a porous medium are visualized. Two types of nanoparticles are used named as copper and alumna dioxide with water as base fluid. Similarity transformations are used to convert the partial differential equations into the set of ordinary differential equation. Closed solutions are found to examine the velocity and the temperature profiles. It is examined...
-
Analysis of the Heating Process of Hydraulic Motors during Start-Up in Thermal Shock Conditions
PublicationConditions that prevail during harsh winters and hot summers pose a serious challenge for machine designers building devices suitable for operation in extreme weather. It is essential for the designers and the users to define the principles and conditions for the safe operation of machines and devices with hydraulic drive in low ambient temperatures. Bearing in mind the above, the author tested the hydraulic motors in thermal shock...
-
CFD Simulations and Tests of a Prototype Flow Control Valve
PublicationIn this paper a prototype of a flow control valve is described and numerically simulated. The flow control valve is used in hydraulic systems to maintain constant fluid flow despite changing loads of a receiver. The standard construction of this type of valves is modified mainly by eliminating the spring. The prototype consists the hydrostatically unloaded throttle valve and pressure ratio valve substituting pressure difference...
-
Challenges associated with development of AUV - unmanned autonomous underwater vehicles to be operated using the AI-based control systems
PublicationThe last decade has been devoted towards further development of the UUV unmanned underwater vehicles which may be of two types. There are the USV unmanned surface vehicles and UUV unmanned underwater vehicles. There is a growing interest to work out and implement the fully advanced AUV autonomous underwater vehicles. The main drivers towards development of such the vehicles are the technologies of autonomous systems, sensors and...
-
Combined environmental testing device for picosatellites
PublicationAs access to space conditions becomes more available, both technically and economically, scientists’ interest in launching finer and more sophisticated experiments grows. To be qualified for launch, such experiments need to be carefully tested prior to the event. The tests should represent actual launch conditions as closely and in a detailed manner. Typical tests for payload include: vibration tests, thermal and vacuum tests,...
-
Comparison of different one-parameter damage laws and local stress-strain approaches in multiaxial fatigue life assessment of notched components
PublicationThis paper aims to compare the predictive capabilities of different one-parameter damage laws and local stress-strain approaches to assess the fatigue lifetime in notched components subjected to proportional bending-torsion loading. The tested fatigue damage parameters are defined using well-known stress-based, strain-based, SWT-based and energy-based relationships. Multiaxial cyclic plasticity at the notch-controlled process zone...
-
Correlation between Fractal Dimension and Areal Surface Parameters for Fracture Analysis after Bending-Torsion Fatigue
PublicationThis paper investigates the fracture surface topography of two steel and aluminum alloys subject to bending-torsion fatigue loadings, as well as their susceptibility to fatigue performance and failure mechanisms. Using fracture surface topography data analysis, elements with different geometries were elaborated. A correlation between the fractal dimension, other selected parameters of surface topography such as areal Sx, and...
-
Creating Polish space language dictionary - lessons learned
PublicationPolish space industry suffers from lack of space vocabulary. Since joining European Space Agency in 2012, the sector has expanded rapidly now employing over 1000 specialists focusing mainly on space sustainability, space debris detection and tracking, robotics and propulsion systems. The Polish Space Agency together with The Polish Committee for Standardization have committed to creating the first lexicon of space language, along...
-
Design Evolution of the Ultrasonic Piezoelectric Motor Using Three Rotating Mode Actuators
PublicationThe development process and experimental investigation of the multicell piezoelectric motor is presented in this paper. The proposed design consists of three individual cells integrated into the stator, double rotor, and a preload system. Those elements are combined into a symmetrical structure of the motor. The two new prototypes have been designed, simulated and tested. Finite element numerical analysis is carried out to obtain...
-
Enzymatic and Chemical Cross-Linking of Bacterial Cellulose/Fish Collagen Composites—A Comparative Study
PublicationThis article compares the properties of bacterial cellulose/fish collagen composites (BC/Col) after enzymatic and chemical cross-linking. In our methodology, two transglutaminases are used for enzymatic cross-linking—one recommended for the meat and the other proposed for the fish industry—and pre-oxidated BC (oxBC) is used for chemical cross-linking. The structure of the obtained composites is characterized by scanning electron...
-
Estimation of structural stiffness with the use of Particle Swarm Optimization
PublicationThe paper presents the theoretical background and four applications examples of the new method for the estimation of support stiffness coefficients of complex structures modelled discretely (e.g. with the use of the Finite Element Model (FEM) method based on the modified Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. In real-life cases, exact values of the supports’ stiffness coefficients may change for various reasons...
-
Fractal dimension for bending–torsion fatigue fracture characterisation
PublicationFracture surfaces after biaxial fatigue tests were compared using fractal dimension for three types of metallic materials in smooth and notched specimens made of S355J2 and 10HNAP steels and 2017-T4 aluminium alloy, considering both proportional and nonproportional cyclic loading. High-resolution optical 3D measurement studies were performed on the entire fracture surface. A direct correlation between fractal dimension and fatigue...
-
Fracture Areas Quantitative Investigating of Bending-Torsion Fatigued Low-Alloy High-Strength Steel
PublicationIn this study, the impact of pseudo-random non-proportional bending-torsion fatigue loadings proportion on the fatigue life and the fracture surface topography was analyzed. Investigation was carried out for 24 specimens made of S355J2 steel with 11 different ratios of maximum stresses λ. For these cases, after the fatigue tests, the surface topography measurements were carried out using an optical profilometer, using the focus...
-
Fundamentals of classical and analytical mechanics
PublicationThe book is a monographic description of the present attempt to Newtonian and Lagrangian mechanics. But also, it could be found as a supplementary educational material useful for the graduate courses in mechanics taken by students majoring in mechanical engineering, physics or physical science. In the book you can find a brief introduction to concepts and principles of algebra of vectors; Kinematics of particles, mainly focused...
-
Funkcjonowanie zespołów napędu hydraulicznego maszyn w niskich temperaturach otoczenia. Wyd.2
PublicationW pracy przedstawiono cztery warianty klasyfikacji rozruchów oziębionego napędu hydraulicznego. Pierwsza sytuacja dotyczy zagadnienia, w którym wszystkie zespoły układu napędowego wraz z olejem mają taką samą niską temperaturę podczas rozruchu. Pozostałe warianty odnoszą się do rozruchu w warunkach szoku termicznego wywołanych zasilaniem ciepłym czynnikiem roboczym oziębionych zespołów hydraulicznych. Rozruch zespołów w takich...
-
Influence of Gaps’ Geometry Change on Leakage Flow in Axial Piston Pumps
PublicationAxial piston pumps are the core elements of most medium and high-pressure hydraulic systems. High volumetric efficiency and high working pressures are the main advantages of this type of pumps. Therefore it is necessary to accurately calculate the leakage flow through the gaps to design efficient high-pressure pump. The main difficulty of such calculations is the fact, that the gaps change their geometry during pumping process....
-
Influence of Properties of Hydraulic Fluid on Pressure Peaks in Axial Piston Pumps’ Chambers
PublicationThe article concentrates on the research of the pressure peaks in a working chamber of an axial piston pump. The main focus of the article is the influence of fluid properties on the pressure peaks value. Experimental and analytical methods were used to determine the impact of the fluid density, viscosity, compressibility and aeration. The article describes the pressure peak generation process and explains the theoretical basis...
-
Mathematical approach to design 3D scaffolds for the 3D printable bone implant
PublicationThis work demonstrates that an artificial scaffold structure can be designed to exhibit mechanical properties close to the ones of real bone tissue, thus highly reducing the stress-shielding phenomenon. In this study the scan of lumbar vertebra fragment was reproduced to create a numerical 3D model (this model was called the reference bone sample). New nine 3D scaffold samples were designed and their numerical models were created....
-
Metoda doboru współczynników sztywności podpór mocujących podczas frezowania wielkogabarytowych przedmiotów podatnych z wykorzystaniem sterowania optymalnego w układzie semiaktywnym
PublicationW pracy zaproponowano nową metodę doboru w trybie on-line współczynników sztywności zamocowania wielkogabarytowego przedmiotu obrabianego do stołu frezarki, bazującą na koncepcji sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości w układzie we współrzędnych hybrydowych. Jednak znane z poprzednich opracowań autorskich równanie dynamiki wielowymiarowego układu sterowanego sprowadza się w tym przypadku do postaci, gdzie składowymi...
-
Prototype design and development of low-load-roof photovoltaic modules for applications in on-grid systems
PublicationFour prototypes of lightweight photovoltaic modules for applications in on-grid systems have been designed, developed, manufactured and tested for compliance with relevant IEC standards. Selected, commercially available materials characterized by thermogravimetry, differential scanning calorimetry, dilatometry, scanning electron microscopy and nanoindentation technique were used in frameless, adhesively-bonded sandwich-structures...
-
Quasistatic and fatigue behavior of an AISI H13 steel obtained by additive manufacturing and conventional method
PublicationThis work aims to compare the mechanical behavior of an AISI H13 steel obtained by additive manufacturing with that obtained by conventional manufacturing methods. The average values of the ultimate tensile strength (UTS) and ductility obtained for the specimens produced by the conventional method were equal to 658 MPa and 18%, respectively, which compares with 503 MPa and 0.75% registered for the selective laser melting (SLM)...
-
Selected Aspects of Pavement Texture Influence on Tire Rolling Resistance
PublicationTire rolling resistance has a significant influence on fuel consumption in cars and trucks and on CO2 emissions. Rolling resistance depends on the tire construction, pavement texture and stiffness, as well as environmental and traffic conditions. This article presents a pilot study on the impact of pavement texture on the rolling resistance of passenger car tires. Reasons why Mean Profile Depth is not a good descriptor of pavement...
-
Self-Organising map neural network in the analysis of electromyography data of muscles acting at temporomandibular joint.
PublicationThe temporomandibular joint (TMJ) is the joint that via muscle action and jaw motion allows for necessary physiological performances such as mastication. Whereas mandible translates and rotates [1]. Estimation of activity of muscles acting at the TMJ provides a knowledge of activation pattern solely of a specific patient that an electromyography (EMG) examination was carried out [2]. In this work, a Self-Organising Maps (SOMs)...
-
Significant Production of Thermal Energy in Partially Ionized Hyperbolic Tangent Material Based on Ternary Hybrid Nanomaterials
PublicationNanoparticles are frequently used to enhance the thermal performance of numerous materials. This study has many practical applications for activities that have to minimize losses of energy due to several impacts. This study investigates the inclusion of ternary hybrid nanoparticles in a partially ionized hyperbolic tangent liquid passed over a stretched melting surface. The fluid motion equation is presented by considering the...
-
Sounding rocket vibration mechanical filter and amplifier
PublicationMeasuring accelerations and vibrations of a sounding rocket provides both information for engineers on the launcher vehicle performance as well as environment description for future payload designers. Typically, information on the level of vibration and eigenfrequencies are required to properly design a payload. This paper presents a design of a novel mechanical filter and amplifier for mechanical vibrations. Its key feature is...
-
Strain sequence effect on fatigue life and fracture surface topography of 7075-T651 aluminium alloy
PublicationThe paper studies the effect of strain-loading sequence on fatigue lifetime and fracture surface topographies in 7075-T651 aluminum alloy specimens. Fatigue tests were performed in two ways: (i) constant-amplitude loading and (ii) two series of variable amplitude loading with non-zero mean strain values. The topography of the fatigue fractures was measured over their entire surfaces with the help of an optical confocal measurement...
-
Study of Non-Newtonian biomagnetic blood flow in a stenosed bifurcated artery having elastic walls
PublicationFluid structure interaction (FSI) gained attention of researchers and scientist due to its applications in science felds like biomedical engineering, mechanical engineering etc. One of the major application in FSI is to study elastic wall behavior of stenotic arteries. In this paper we discussed an incompressible Non-Newtonian blood fow analysis in an elastic bifurcated artery. A magnetic feld is applied along x direction. For...
-
The influence of the grid density of measurement points on damage detection in an isotropic plate by the use of elastic waves and laser scanning Doppler vibrometry
PublicationDamage detection in structural components, especially in mechanical engineering, is an 2 important element of engineering practice. There are many methods of damage detection, in which 3 changes in various parameters caused by the presence of damage are analysed. Recently, methods 4 based on the analysis of changes in dynamic parameters of structures, i.e. frequencies or mode shapes 5 of natural vibrations, as well as changes in...
-
Torque capacity of multidisc wet clutch with reference to friction occurrence on its spline connections
PublicationIn this article developed mathematical model that includes friction occurrence on spline connections is presented. The work also contains results of experimental research on torque capacity of multidisc wet clutch. These results are expressed as a function of contact pressure for different number of friction surfaces. Due to increased interest in research concerning multidisc wet clutches it is essential to determine impact of...
Year 2020
-
Optymalizacja prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania przedmiotów wielkogabarytowych
PublicationPrzedstawiono nową metodę wyznaczania optymalnej prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania przedmiotów wielkogabarytowych. Parametry modelu obliczeniowego (modalnego) przedmiotu obrabianego są wyznaczane z wykorzystaniem jedynie eksperymentalnej analizy modalnej. To ostatnie umożliwia eliminację pracochłonnego etapu modelowania przedmiotu, jakim jest stosowane dotychczas tworzenie i walidacja modelu MES. Otrzymany w ten...
-
Technologia wytwarzania opakowań PET dla produktów wrażliwych
PublicationW artykule przedstawiono nowoczesne, liniowe maszyny rozdmuchowe przeznaczone do wytwarzania opakowań (butelek) PET metodą rozdmuchu z preform. Opisano systemy umożliwiające zmniejszenie zużycia energii elektrycznej niezbędnej do wytworzenia jednego opakowania PET.
-
Test Stand for Multi-option Stretching of Soft Tissues
PublicationThe paper presents the genesis of the design and possibilities of the test stand for stretching soft tissues as well as examples of tests carried out on this device.
-
Wstępne wyniki projektu GDArms - odtwarzanie środowiska rakiety kosmicznej
PublicationW trakcie wynoszenia na ładunek rakiety działają przyspieszenia, drgania, przepływ ciepła oraz zmiany ciśnienia atmosferycznego. Według aktualnych norm i standardów, przed lotem testy środowiskowe są wykonywane sekwencyjnie. Autorzy przedstawili projekt urządzenia do odtwarzania środowiska rakiety kosmicznej. Urządzenie zostało zbudowane na bazie gotowego wzbudnika elektrodynamicznego. Zaprojektowano układy sterowania układów:...
-
Zmodyfikowana metoda redukcji drgań podczas frezowania przedmiotów wielkogabarytowych narzędziami wieloostrzowymi
PublicationW pracy zaprezentowano zmodyfikowaną metodę doboru sztywności zamocowania przedmiotu wielkogabarytowego do stołu obróbkowego, mającą na celu redukcję poziomu drgań względnych narzędzie-przedmiot obrabiany podczas frezowania czołowego narzędziem wieloostrzowym. Przedmiotowa modyfikacja polega na rozwinięciu opracowanej wcześniej metody wyznaczania optymalnego docisku zamocowania w ten sposób, że pracę sił skrawania na kierunku szerokości...
Year 2017
-
Fabrication and Crystal Structure of Sol-Gel Deposited BST Thin Films with Compositional Gradient
PublicationIn the present research technology of compositionally graded barium strontium titanate Ba1-xSrxTiO3 thin films deposited on stainless steel substrates by sol-gel spin coating followed with thermal annealing at T = 650°C is reported. Results of thermal behavior of the sol-gel derived powders with compositions used for fabrication of graded structure (i.e. with Sr mole fraction x = 0.5, 0.4 and 0.3) are described. X-ray diffraction...
Year 2016
-
Badania wytrzymałościowe nowych laminatów użytych do budowy łodzi ratunkowych
PublicationW artykule przedstawiono rodzaje badań właściwości kompozytów. Mogą to być badania dotyczące pojedynczych włókien oraz żywic. Badania przeprowadza się na półproduktach i gotowych elementów konstrukcyjnych. Chcąc uzyskać dodatkowe informacje o właściwościach nowych laminatów przeprowadza się badania na płytach próbnych. Wykonano badania dla dwóch laminatów poliestrowo-szklanych oraz dziesięciu epoksydowo-węglowych wg Lloyd Register...
-
Obciążenia hydrodynamiczne elementów konstrukcji podwodnych
PublicationW artykule dokonano analizy hydrodynamicznej elementu konstrukcji podwodnej. Konstrukcja posadowiona jest na dnie morza w strefie brzegowej. Dno jest gruntem nieprzepuszczalnym wody. Elementy konstrukcji podwodnej mają kształt „nóg” jak na rys.1. Falowanie wody wywołuje pole ciśnień na elementy podwodne. Obciążenia hydrodynamiczne na powierzchniach zwilżonych wyznaczono przez całkowanie rozkładów ciśnień. Są to siły poziome i pionowe....
-
Obliczenia obciążeń hydrodynamicznych dla konstrukcji przybrzeżnej
PublicationW artykule przedstawiono obliczenia ciśnienia hydrodynamicznego dla konstrukcji układu pomiarowego podczas falowania dla wody płytkiej. Wyznaczono wartości siły poziomej dla kolumny cylindrycznej, o jednakowej średnicy. Dla konstrukcji w postaci stempla o znanej geometrii określono wielkość wgłębienia w bloku cementowym oraz wypór hydrostatyczny. Dla kolumny cylindrycznej o zmiennej skokowo średnicy wyznaczono funkcję ciśnienia,...
-
Ruch cieczy w zbiorniku poziomym
PublicationW artykule omówiony został ruch poziomy zbiornika wypełnionego cieczą. Wymieniono przyczyny ruchu cieczy w zbiorniku. Dokonano analizy wg teorii liniowej i nieliniowej. Wyznaczono częstości drgań własnych. Na podstawie teorii liniowej i nieliniowej wyznaczono funkcję potencjału prędkości Φ i powierzchni swobodnej η. Podano rozkłady ciśnień hydrodynamicznych na ściankach zbiornika.
-
Ruch cieczy w zbiorniku w ruchu obrotowym
PublicationW artykule omówiony został ruch ładunku płynnego w zbiorniku podczas obrotu. Przeprowadzono analizę teoretyczną wg teorii liniowej i nieliniowej. Wyznaczono potencjał prędkości cieczy i na tej podstawie funkcję ciśnienia w dowolnym punkcie objętości cieczy w zbiorniku. Podano wykresy obciążeń ścianek zbiornika od cieczy wg obydwu teorii.
-
Tratwy ratunkowe: sztywne i pneumatyczne
PublicationW artykule omówione zostały zbiorowe środki ratunkowe, które powinny być na pokładzie statków pasażerskich. Do nich należą tratwy ratunkowe sztywne oraz pneumatyczne. Wymieniono 10 prób, którym poddawane są wszystkie typy tratw. Dla każdej tratwy przypisana jest odpowiednia ilość ludzi i w związku z tym należy przeprowadzić próby wyporności. Najważniejsze z nich to próby szczelności i wytrzymałości materiału poszycia oraz szwów.
-
Urządzenia ratunkowe na statku
PublicationW artykule przedstawiono wykaz środków ratunkowych, które powinny znajdować się na każdym statku. Podano również rozmieszczenie takich środków. Ważne są dokładne oznaczenia takich środków znajdujących się na statku. Ważne jest aby były oznaczone wyraźnie znaki ewakuacyjne i znaki nakazu. W artykule wymieniono również przykłady instrukcji, które powinny być umieszczone w bezpośrednim sąsiedztwie środków ratunkowych na statku.