Modelowanie komputerowe w praktyce inżynierskiej. Statyczny model prostokątnej płyty typu sandwich

Stanisław Karczmarzyk

Skrypt jest przeznaczony dla studentów wydziałów mechanicznych i budowlanych uczelni politechnicznych. Opracowanie zawiera wykład teorii płyty sandwiczowej z laminowanymi warstwami zewnętrznymi i ortotropową warstwą środkową w ujęciu praktycznym. Celem tego ujęcia jest ułatwienie czytelnikowi – projektantowi konstrukcji sandwiczowych, efektywnego zaznajomienia się z prezentowaną teorią i jej zastosowaniem na etapie projektowania wstępnego. Zakres skryptu obejmuje m.in.: opis wybranych modeli kinematycznych płyty sandwiczowej; prezentacja lokalnych modeli fizycznych warstewek laminowanych, z których złożone są warstwy zewnętrzne oraz lokalnego modelu fizycznego warstwy środkowej płyty sandwiczowej; wyprowadzenia globalnych modeli fizycznych płyty sandwiczowej; wyprowadzenia przemieszczeniowych równań równowagi płyty sandwiczowej; opis sposobu aplikacji teorii oraz dane i wyniki obliczeń dla pięciu płyt sandwiczowych z laminowanymi warstwami zewnętrznymi z różnymi wzmocnieniami laminatu (aramidowymi, grafitowymi, szklanymi, węglowymi itp.).

Modelowanie numeryczne wybranych zagadnień natryskiwania cieplnego

Tomasz Chmielewski

Metody natryskiwania termicznego są jednymi z najbardziej uniwersalnych technik nanoszenia materiałów powłokowych na materiał podłoża. Umożliwiają one wytwarzanie warstw metalicznych, ceramicznych, jak i kompozytowych, zarówno na podłożach metalicznych, jak i ceramicznych.   Niekorzystny stan naprężeń własnych zarówno w powłoce, jak też na granicy powłoki i podłoża, może mieć decydujący wpływ na trwałość eksploatacyjną wytwarzanych powłok i warstw. Ocena stanu naprężeń w natryskiwanych powłokach i wytwarzanych warstwach prowadzona jest metodami analitycznymi, eksperymentalnymi oraz z wykorzystaniem analiz numerycznych. W monografii omówiono założenia do budowy modelu komputerowego układu powłoka metalowa–podłoże ceramiczne pod kątem analizy naprężeń powstałych w procesie natryskiwania termicznego powłok. Na ich podstawie zbudowano model komputerowy (oparty na metodzie elementów skończonych) w celu analizy i prognozowania naprężeń w otrzymywanych powłokach.   Zamieszczono także wyniki wpływu prędkości uderzenia cząstki oraz rodzaju materiału powłokowego (Cu, Ti) i podłoża (ceramika Al2O3, żelazo) na deformację cząstki, rozkład pola temperatury oraz pola naprężeń w analizie obejmującej fazę tworzenia się powłoki. Określono wpływ ilości zastosowanych podwarstw, z których składa się powłoka, na wielkość i rozkład naprężeń własnych w powłoce po jej utworzeniu i ochłodzeniu do temperatury otoczenia. Zbudowane modele komputerowe weryfikowano poprzez pomiary wygięcia próbek po procesie natryskiwania termicznego oraz analityczne obliczenia naprężeń w powłokach na podstawie ich krzywizny wygięcia.

Nieoficjalny przewodnik konstruktora Lego Technic, wyd. II

Kmieć Paweł

WHAT WILL YOU BUILD?? Niniejsze gruntownie zaktualizowane drugie wydanie bestsellerowej książki Nieoficjalny przewodnik konstruktora LEGO Technic pełne jest wskazówek pomagających budować mocne, a równocześnie elegancko wyglądające maszyny i mechanizmy przy użyciu systemu LEGO Technic. Światowej sławy konstruktor Paweł Sariel Kmieć uczy podstaw konstruowania LEGO Technic, od koncepcji leżących u podstaw prostych maszyn, takich jak koła zębate i prostowody, do zaawansowanej mechaniki, takiej jak dyferencjały i układy kierownicze. W tym wydaniu dodano 13 nowych instrukcji konstruowania i 4 całkowicie nowe rozdziały dotyczące kół, systemu RC, przekładni obiegowych planetarnych i druku 3D. Oto praktyczne wprowadzenie podstawowych koncepcji mechanicznych, takich jak moment obrotowy, tarcie i przyczepność, a także podstawowych zasad inżynierii, takich jak rozkład masy, sprawność i przenoszenie mocy wszystko przy pomocy części Technic. Zawiera też informacje, jak Sariel buduje swoje niezwykłe czołgi, ciężarówki i samochody z zachowaniem skali. Dowiedz się, jak: N Tworzyć mocne połączenia odporne na duży nacisk N Odtwarzać specjalistyczne części LEGO, takie jak obejmy i przeguby Cardana, oraz budować własne rozwiązania, takie jak skomplikowane łączniki Schmidta i Oldhama N Tworzyć własne dyferencjały, układy zawieszenia, skrzynie biegów i układy kierownicze N Dobierać silniki do zadań i przekształcać ich właściwości według potrzeb N Łączyć techniki bufowania ze studami i bez studów, aby modele wyglądały oszałamiająco N Budować zdalnie sterowane pojazdy, systemy oświetlenia, kompresory napędzane silnikiem elektrycznym oraz silniki pneumatyczne Ta wspaniale ilustrowana, kolorowa książka inspiruje pomysłami budowania zdumiewających pojazdów, takich jak czołgi z zawieszeniem gąsienicowym, supersamochody, dźwigi, buldożery i wiele innych. Co może lepiej nauczyć zasad inżynierii niż praktyczne doświadczenie z LEGO Technic? o autorze Paweł Sariel Kmieć (http://sariel.pl/) jest twórczym blogerem i konstruktorem modeli Technic. Jest najbardziej popularnym konstruktorem LEGO Technic w serwisie YouTube, gościnnie publikuje na oficjalnym blogu LEGO Technic, a w kadencji 2012 był Ambasadorem LEGO na Polskę.

Niezawodność i bezpieczeństwo

Tadeusz Szopa

Książka jest adresowana do studentów uczelni technicznych, w tym przede wszystkim wydziałów mechanicznych. Przedstawiono w niej podstawowe zagadnienia z zakresu bezpieczeństwa i niezawodności: modelowanie i analizę niezawodności obiektów technicznych i człowieka, modelowanie strat i zagrożeń, metody statystyczne i eksperckie szacowania niezawodności i strat, ilościową i jakościową analizę ryzyka, ryzyko związane z działalnością czynników szkodliwych oraz metody badania wypadków.

Obróbka skrawaniem. Podstawy, dynamika, diagnostyka

Krzysztof Jemielniak

W podręczniku omówiono podstawowe zagadnienia związane z obróbką skrawaniem, takie jak: geometria ostrza, proces tworzenia się wióra, siły skrawania, zjawiska cieplne w strefie skrawania i skrawalność metali. Wiele uwagi poświęcono w nim materiałom narzędziowym, uwzględniając także te najbardziej nowoczesne, stosunkowo mało jeszcze rozpowszechnione. Oddzielny rozdział dotyczy drgań samowzbudnych w procesie obróbki; ich istoty, przyczyn powstawania oraz podstaw analizy stabilności. Podręcznik powstał w wyniku ponadczterdziestoletnich doświadczeń autora, zarówno w badaniach z zakresu obróbki skrawaniem, jak i w prowadzeniu zajęć dydaktycznych, zwłaszcza wykładów. Ze względu na zainteresowania naukowe autora oraz potrzeby przedmiotów, do których podręcznik ten ma służyć ("Obróbka skrawaniem", "Wysokoproduktywna obróbka skrawaniem" i "Automatyczny nadzór wytwarzania"), oprócz podstaw obróbki skrawaniem, będących przedmiotem także innych znakomitych opracowań, szczególną uwagę poświęcono zagadnieniom dynamiki procesu skrawania oraz automatycznej diagnostyki stanu narzędzia i procesu skrawania.

Opis ruchu układu mechanicznego z więzami jednostronnymi

Wiesław Grzesikiewicz, Artur Zbiciak

Przedmiotem opracowania jest sformułowanie opisu ruchu układu mechanicznego z ograniczeniami jednostronnymi, wyznaczającymi dopuszczalny obszar w przestrzeni konfiguracji układu. Tego rodzaju zagadnienie służy do analizy ruchu i obciążeń powstających w maszynach i konstrukcjach inżynierskich, w których znajdują się ograniczniki przemieszczeń. Uwagę skupiono głównie na matematycznym opisie zagadnień związanych z oddziaływaniem więzów jednostronnych na ciała układu, ale zaprezentowano również więzy dwustronne potraktowane jako szczególny przypadek.   W podsumowaniu zwrócono uwagę na możliwości zastosowania sformułowanego tu opisu do zagadnień ruchu układów z więzami dwustronnymi, mającymi postać niegładkich powierzchni oraz ograniczeń opisywanych za pomocą zbiorów niewypukłych. Zasygnalizowano również potrzebę szerszego podejścia do zagadnień dynamiki układów z więzami – przy uwzględnieniu różnorodnych ograniczeń – oraz celowość opracowania monografii zawierającej kompleksową analizę układów fizycznych z ograniczeniami.

Optymalizacja w sterowaniu i podejmowaniu decyzji

Magdalena Sylwia Żurawska, Teresa Zielińska

Skrypt poświęcony jest szeroko pojętym zagadnieniom optymalizacji, których znajomość jest niezbędna w praktyce inżynierskiej. Pierwszą część poświęcono sterowaniu optymalnemu dynamicznych układów sterowania. Omówiono zasadę minimum Pontriagina i pokazano jej uzasadnienie z wykorzystaniem rachunku wariacyjnego. Wykazano równoważność zasad Pontriagina i Hamiltona-Jakobiego-Bellmana. Omówiono warunki optymalności dla zadań z czasem swobodnym i zadań z zadanym czasem. Podano przykłady zadań z ich rozwiązaniami i zamieszczono przykłady do samodzielnego rozwiązania. Opisano też metodę rozwiązywania zadań optymalizacji obiektów liniowych z kwadratowym wskaźnikiem jakości. W zakresie sterowania optymalizującego wskaźniki jakości niniejszy skrypt ma na uwadze głównie wielowymiarowe i liniowe układy sterowania o statycznych (stałych, niezależnych od czasu) macierzach stanu, wejść i wyjść, a także macierzach bezpośredniej transmisji sterowań. Odpowiednie ukształtowanie sterowań pozwala uzyskać spełnienie przyjętego kryterium optymalności. Sterowanie optymalne można realizować tylko w takich układach, na których zachowanie jesteśmy w stanie wpływać, a więc w układach stabilnych i sterowalnych. Na poziomie wykonawczym pożądane sterowania można zrealizować tylko wtedy, gdy odpowiednio dobrane regulatory zapewniają dobrą dokładność odtwarzania wartości zadanych. W praktyce często stosowane są liniowe regulatory PID ze względu na ich prostotę realizacji i stosunkowo dobrą jakość regulacji. W opracowaniu przedstawiono eksperymentalną metodę doboru nastaw regulatora PID, mając na uwadze sterowanie powszechnie stosowanymi silnikami elektrycznymi. Powtórzenie wybranych zagadnień z podstaw sterowania, łącznie z zagadnieniami stabilności i metodą doboru nastaw regulatora podane są w początkowej części pracy. Definicja stabilności w sensie Lapunowa i metody Lapunowa badania stabilności dotyczą zarówno układów liniowych, jak i nieliniowych. W nawiązaniu do wyznaczania sterowań optymalnych przedstawiona jest metoda programowania dynamicznego wywodząca się z zasady optymalności Bellmana. Podana jest także, wywodząca się z programowania dynamicznego, metoda wyznaczania optymalnych dróg w grafach i metoda optymalizacji dyskretnej dla dyskretnych zadań sterowania, łącznie z przykładami obliczeniowymi. Końcowa część skryptu poświęcona jest zagadnieniom podejmowania decyzji optymalnych w warunkach niepewności. Przedstawiono szereg metod dotyczących wyboru postępowania. Podstawy teoretyczne ilustrowane są licznymi przykładami. Przekazane w tej części wiadomości są przydane zarówno do prowadzenia samodzielnej działalności zarządzającej, jak też mogą być wykorzystywane w planowaniu działań różnych urządzeń, np. robotów.

Paliwa do silników o zapłonie iskrowym, wyd. 1 / 2005

Tadeusz Kałdoński, Kazimierz Baczewski

Opis współczesnych paliw przeznaczonych do silników o zapłonie iskrowym (benzynowych), ich własności, parametrów i wymagań, a także zasad ich przechowywania i dystrybucji. Omówiono też paliwa alternatywne, np. metanol, które mogą być stosowane samodzielnie lub jako domieszki do benzyn, a także możliwości stosowania w silnikach o zapłonie iskrowym paliw gazowych. Odbiorcy książki: pracownicy sektora przechowywania, dystrybucji i handlu paliwami oraz kontroli ich jakości, pracownicy zaplecza techniczno-obsługowego motoryzacji, a także studenci specjalizujący się w eksploatacji pojazdów samochodowych oraz wszyscy zainteresowani problematyką użytkowania silników o zapłonie iskrowym.