Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
Historia wydawania podręczników w Politechnice Warszawskiej – największej i najstarszej uczelni technicznej w Polsce obejmuje ponad pół wieku. Na początku Wydawnictwa PW, a od 1993 roku Oficyna Wydawnicza PW publikuje co roku sto kilkadziesiąt tytułów książek, których autorami są pracownicy naukowi i wykładowcy Uczelni. Ale nie tylko. Współpraca z przemysłem i między uczelniami (w kraju i za granicą) skutkuje edycjami prac autorów niezwiązanych z Politechniką, także w języku angielskim. Podstawą naszej oferty wydawniczej są podręczniki i skrypty przeznaczone dla studentów 48 kierunków prowadzonych na Politechnice Warszawskiej. Zakres tematyczny książek jest bardzo szeroki – od tradycyjnych nauk ścisłych (matematyka, fizyka, chemia) i technicznych (budownictwo, transport, architektura, mechanika, elektrotechnika), do optoelektroniki, nanotechnologii, biotechnologii i technologii medycznej, ale także nauk humanistycznych i ekonomiczno-społecznych (filozofia, ekonomia, administracja, zarządzanie). Wśród publikacji OWPW można znaleźć przystępnie napisane książki, przeznaczone dla kandydatów na studia i osób zainteresowanych rozwijaniem swojej wiedzy ogólnej, ale też prace dedykowane profesjonalistom poszukujących wiedzy specjalistycznej (głównie monografie i prace naukowe). Wydawnictwo było wielokrotnie nagradzane za staranną redakcję i wyróżniającą się szatę graficzną.
401
Ebook

Podstawy automatyki. Ćwiczenia laboratoryjne

Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki, Patryk Chaber, Robert Nebeluk

Celem opracowania jest przedstawienie w praktyce podstawowych zagadnień automatyki: opis obiektów dynamicznych do celów sterowania, sprzężenie zwrotne i jego rola, struktury układów regulacji, podstawy projektowania układów regulacji służących do nadążania (serwomechanizmy) oraz do tłumienia wpływu zakłóceń (układy regulacji przemysłowej), realizacje cyfrowe algorytmów regulacji. Omówiono się także platformy sprzętowe współczesnych systemów automatyki: programowalne sterowniki logiczne (PLC), a także przemysłowe systemy monitorowania i gromadzenia danych (SCADA). W skrypcie dokonano wprowadzenia w tematykę nowoczesnych systemów automatyki przemysłowej (wykonanie zadań laboratoryjnych wymaga przyswojenia przez studentów wiedzy związanej ze środowiskami programistycznymi sterowników PLC oraz SCADA). Szczegółowe opisy techniczne pozwolą na poznanie obiektów wykorzystywanych podczas zajęć praktycznych. Zebranie dostępnych materiałów w jeden skrypt pozwala na uporządkowanie i usystematyzowanie wiedzy. Tak opracowany materiał stanowi istotne dopełnienie wykładu.

402
Ebook

E-kultura. Model i analiza kultury organizacji wirtualnych

Helena Bulińska-Stangrecka

W książce został podjęty problem konceptualizacji e-kultury i jej związków z wirtualnością. Tematyka badawcza wydaje się zasadna ze względu na nowość zagadnienia i możliwość eksploracji naukowej niedostatecznie zbadanych dotąd wątków. E-kultura stanowi istotne zagadnienie powiązane ze zmianą paradygmatów zarządzania w XXI wieku. Innowacyjność problematyki dotyczy przede wszystkim poruszanych w badaniach nowych zagadnień, takich jak analiza koncepcji e-kultury i budowy empirycznego modelu e-kultury, weryfikacja związków wirtualności z e-kulturą oraz diagnoza skutecznych praktyk dotyczących zarządzania kapitałem ludzkim w e-kulturze.   Praca składa się z pięciu części. Część pierwsza dotyczy kwestii wirtualności organizacji. Część druga jest poświęcona opisowi teoretycznemu zjawiska e-kultury jako formy kultury organizacji. W części trzeciej przedstawiono metodykę empirycznych badań e-kultury. W kolejnej, czwartej części, przedstawiono wyniki analiz statystycznych i opracowany na ich podstawie model e-kultury organizacji IT funkcjonujących w Polsce. W części piątej przedstawiono praktyki zarządzania kapitałem ludzkim w e-kulturze. Następnie zaprezentowane zostały wskazówki dla działów personalnych dotyczące wdrożenia e-kultury. Zaprezentowano także wnioski z badań dotyczące teorii i praktyki zarządzania organizacją charakteryzującą się e-kulturą. Pracę uzupełnia studium przypadku opisujące e-kulturę organizacji IT działającej w Polsce.

403
Ebook

Projektowanie w procesie BIM

Zbigniew Kacprzyk

Od wielu lat na świecie promowana jest zmodyfikowana procedura prowadzenia przedsięwzięcia budowlanego. Tę zmodyfikowaną procedurę, uwzględniającą specyfikę budownictwa i wykorzystującą, do pewnego stopnia organizację z przemysłu maszynowego, nazywa się w skrócie BIM. Skrót BIM wprost tłumaczymy jako modelowanie informacji o budynku (ang. Building Information Modeling); pierwotnie ograniczał się on do modelu cyfrowego budynku. Z czasem BIM-em zaczęto nazywać nowy (zmodyfikowany) sposób prowadzenia inwestycji budowlanej w całym jej życiu od pomysłu do rozbiórki.   W prezentowanej książce promujemy szerokie i holistyczne podejście do BIM-u, w którym wykorzystuje się jednocześnie trzy elementy: model (lub modele) cyfrowe, procedury współpracy i wymiany (interoperacyjność) oraz kompetencje zespołów (ludzi). Model cyfrowy obiektu zawiera model geometryczny, informacje fizyczne o materiałach, informacje techniczne (aprobaty, cykle przeglądów itp.), harmonogramy, wyceny robot budowlanych, organizację placu budowy, harmonogramy dostaw materiałów, zarządzanie całym cyklem życia obiektu i wiele innych informacji wytwarzanych w czasie realizacji przedsięwzięcia.   Celem książki jest przybliżenie zagadnień BIM szczególnie na etapie przygotowania projektu. Podstawy teoretyczne pozwolą na lepsze zrozumienie systemów CAD wykorzystywanych w procesie BIM. W przypadku wykorzystania systemów obliczeniowych (CAE) brak podstaw teoretycznych jest po prostu niebezpieczny dla konstruktora.

404
Ebook

Zeszyt "Architektura" nr 17, Planowanie przestrzenne jako narzędzie ochrony wartości przyrodniczych na przykładzie Kampinoskiego Parku Narodowego

Małgorzata Mirecka

Zakres zainteresowań zawodowych autorki oscyluje wokół zagadnień kształtowania przestrzeni i narzędzi temu służących w obowiązującym porządku prawnym. W pierwszym rozdziale publikacji omówiono genezę ochrony przyrody na świecie i w Polsce oraz przeprowadzono analizę obowiązujących w tym zakresie przepisów krajowych, z odniesieniem do zmian dokonanych w nich w ostatnich latach. Ze względu na szczególną rolę, jaką w ogólnokrajowym systemie ochrony przyrody pełnią parki narodowe, jeden z nich postanowiono wybrać jako pole dalszych badań. Wybrano Kampinoski Park Narodowy – położony w bezpośrednim sąsiadztwie Warszawy i stanowiący cześć stołecznej aglomeracji. Presja urbanistyczna na park jest olbrzymia i pomimo nałożonych od wielu lat reżimów ochronnych wydaje się trudna do powstrzymania. Ogólną charakterystykę parku, jego położenia, środowiska przyrodniczego, form ochrony i występujących tu zjawisk przestrzennych zawarto w drugim rozdziale pracy. W rozdziale trzecim odniesiono się do dokumentów wyrażających politykę przestrzenną na poziomie kraju i województwa – badaniami objęto Koncepcję Przestrzennego Zagospodarowania Kraju 2030 i Plan Zagospodarowania Przestrzennego Województwa Mazowieckiego, wskazując miejsce Kampinoskiego Parku Narodowego w ogólnokrajowym i regionalnym systemie obszarów chronionych. W czwartym rozdziale zbadano realizację ochrony wartości przyrodniczych na gminnym poziomie planowania, poddając analizie dokumenty planistyczne szczebla lokalnego, czyli studia uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego gmin „parkowych” oraz wybrane miejscowe plany zagospodarowania. Przeprowadzone badania pozwoliły na sformułowanie w podsumowaniach kolejnych rozdziałów monografii wielu stwierdzeń, dotyczących genezy ochrony przyrody w Polsce, zmian legislacyjnych oraz związków między przepisami z zakresu ochrony przyrody, środowiska, krajobrazu, gruntów rolnych i leśnych z planowaniem i zagospodarowaniem przestrzennym, a także na postawienie diagnozy w zakresie skuteczności planowania przestrzennego w ochronie wartości przyrodniczych. Wnioski autorskie mają na celu wzmocnienie planistycznych narzędzi ochrony wartości przyrodniczych.

405
Ebook

Konkurs chemiczny dla licealistów. Zbiór zadań

Maciej Dranka, Michał Fedoryński, Krzysztof Krawczyk

Prowadzony od 36 lat przez Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej Konkurs Chemiczny dla licealistów składa się z dwóch etapów. W pierwszym uczniowie rozwiązują w domu zadania z chemii ogólnej i nieorganicznej, chemii organicznej i tzw. zadania technologiczne, których istotą jest bilansowanie procesów technologicznych. Konkurs adresowany jest do uczniów szczególnie interesujących się chemią – podstawą cywilizacji technicznej – dlatego zakres zadań, szczególnie z chemii organicznej, wykracza poza zakres podstawy programowej obowiązującej licealistów i wymaga samodzielnego poszerzania wiedzy. Etap drugi odbywa się na Wydziale Chemicznym PW (z wyjątkiem XXXV Konkursu – z powodu pandemii drugi etap odwołano, natomiast drugi etap XXXVI Konkursu odbył się zdalnie), zakres zadań tego etapu pokrywa się z problemami, z którymi uczniowie powinni byli się zapoznać, rozwiązując zadania pierwszego etapu.   Przedstawione w publikacji zadania konkursowe z odpowiedziami stanowią wybór spośród około tysiąca problemów z minionych lat. Autorzy opracowania mają nadzieję, że będzie ono pomocne przy przygotowywaniu się do różnych konkursów chemicznych i przyczyni się do zwiększenia zainteresowania chemią wśród licealistów.

406
Ebook

Basics of Electrical Engineering, Electrotechnics, Electronics and Electric Machines

Antoni Szumanowski

This book is especially dedicated as the fundamental background knowledge, to the students of Hybrid and Electrical Vehicles, Engineering, provided by Warsaw University of Technology. Anyway, it seems, it could be also useful for other students of Mechanical and Electrical Engineering Faculties, participating in English lectures.

407
Ebook

Zarządzanie innowacjami a cykle gospodarcze. Wyzwania, relacje, metody

Stanisław Marciniak, Wojciech Wiszniewski, Eryk Głodziński

W opracowaniu zaprezentowano wyniki badań na temat różnych aspektów innowacji oraz faz ich rozwoju, które są prowadzone w Zakładzie Badań i Rozwoju Produkcji Instytutu Organizacji Systemów Produkcyjnych Politechniki Warszawskiej. Problematyka ta analizowana jest interdyscyplinarnie, szczególnie z punktów widzenia: inżynierskiego, ekonomicznego i społecznego. Zamierzeniem Autorów jest zaprezentowanie rozszerzonego spojrzenia na innowacje w kontekście zmieniającego się otoczenia makroekonomicznego. Przyjęto tezę, że nowoczesne podejście do tworzenia i komercjalizacji innowacji musi uwzględniać zmiany wynikające z uwarunkowań faz cyklu koniunkturalnego. Narzędzia wspierające rozwój innowacji powinny wspomagać przezwyciężenie kryzysu, w którym organizacja znalazła się w wyniku oddziaływania otoczenia zewnętrznego i stymulować jej rozwój w warunkach koniunktury gospodarczej.

408
Ebook

Finanse cyfrowe. Informatyzacja, cyfryzacja i danetyzacja

Lech Gąsiorkiewicz, Jan Monkiewicz

W prezentowanej monografii Autorzy zajęli się specyficznym wycinkiem gospodarki cyfrowej, którą stanowią finanse cyfrowe. Mają one szczególny charakter z uwagi na fakt, że transakcje finansowe są w istocie rzeczy wymianą informacji, bez żadnego tła materialnego. W związku z tym mogą być one w wyjątkowo dużym stopniu przeniesione do wymiaru wirtualnego.   Opracowanie podzielone jest na trzy części. W części pierwszej, najobszerniejszej, ukazano ramy koncepcyjne rozważań. W rozdziale pierwszym nakreślone jest pojęcie gospodarki cyfrowej i analizowane są jej miary. W rozdziale drugim podjęto dyskusję nad ramami teoretycznymi finansów cyfrowych. Rozdział trzeci poświęcony jest zagadnieniom danetyzacji i kwestiom obrotu danymi dla potrzeb finansów. Rozdział czwarty zawiera prezentację technologicznego wymiaru finansów cyfrowych. W rozdziale piątym omówiono wyzwania, które w tym zakresie stoją przed bankiem centralnym z racji jego szczególnie doniosłej roli w systemie finansowym.   W części drugiej skupiono się na konsumencie cyfrowym. W rozozdziale szóstym, otwierającym tę część publikacji, podejęto wątek ochrony konsumenta cyfrowego, koncentrując swoją uwagę na kwestiach ochrony danych osobowych i prywatności. Stają się one centralnym problemem nowej rzeczywistości konsumenckiej. W rozdziale siódmym przeprowadzona jest analiza zagadnień etyki i jej szczególnych aspektów w świecie finansów cyfrowych, zaś rozdział ósmy podejmuje zagadnienia wykluczenia finansowego w świecie cyfrowym.   W trzeciej części książki przeanalizowano zagadnienia ryzyka występującego w finansach cyfrowych. W rozdziale dziewiątym, otwierającym tę część, przeprowadzono analizę regulacji Internetu i technologii cyfrowych w kontekście rynku finansowego i usług finansowych. Podkreślony jest w nim fakt, że wraz z pojawieniem się technologii cyfrowej kod (software) stopniowo stał się dominującym sposobem regulowania zachowania użytkowników Internetu, co rodzi wiele problemów i zagrożeń. W rozdziale dziesiątym omówiono zarządzanie bezpieczeństwem cybernetycznym w systemie finansowym, koncentrując swoją uwagę zarówno na podmiotach systemu finansowego, jak i roli państwa w tym zakresie. W rozdziale jedenastym przedstawione są makroekonomiczne aspekty ryzyka finansowego wywołane procesem cyfryzacji finansów. W rozdziale dwunastym, zamykającym monografię, podjęto wątek bezpieczeństwa cybernetycznego w systemie finansowym przez pryzmat działań nadzoru finansowego.   Na zakończenie chcemy podkreślić, że poglądy głoszone przez poszczególnych Autorów na łamach tej książki są wyłącznie ich poglądami prywatnymi i nie mogą być utożsamiane z poglądami instytucji, w których pracują.

409
Ebook

Sustainable Management - Marketing Perspective. Essence, Determinants and Manifestations

Marek Seretny

The reviewed work, according to its author, aims to „start a discussion on the innovative approach to management, which will lead to the reorientation of management activities so that they take into account the concept of sustainability as a new management imperative”. (…) The author recognizes contemporary challenges for business management in the conditions of the new economy and globalization. The review of the theory and practice of management presented in the work is the starting point for the indication of the need to change the paradigm of Foreword functioning of modern enterprises and to seek the relationship between sustainability (including in particular marketing) and their market success.   The publication may be really useful in the education of contemporary managers. (…) The study contains wide, comprehensive and state-of-the-art knowledge in the field of management in modern economy and marketing as an organization’s activity. (…) The reviewed monograph, after minor formal changes, can successfully fill the gap in knowledge in the field of social and ethical responsibility of enterprises and managers, in particular in the field of marketing. It can become a valuable position recommended to students of management, but also at numerous postgraduate programs in management and marketing as well as MBA studies.

410
Ebook

Aktualne problemy katastru w Polsce

Robert Łuczyński

Tom II serii „Monografie Naukowe Wydziału Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej” „Geodezja i Kartografia˝   W monografii przedstawiono wybrane zagadnienia związane z funkcjonowaniem katastru w Polsce, wynikające z syntezy problemów badawczych podjętych przez autorów reprezentujących trzy ośrodki naukowe w Polsce – Akademię Górniczo-Hutniczą w Krakowie, Politechnikę Warszawską oraz Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu. Wyniki badań oparte są na aktualnych przepisach prawa, a w szczególności na znowelizowanym 31 grudnia 2013 roku rozporządzeniu w sprawie ewidencji gruntów i budynków.   W pracy przedstawiono również wyniki badań związanych z zagadnieniami katastru wodnego, którego powstanie w przyszłości jest uwarunkowane przepisami prawa wodnego oraz problemy związane z rozbieżnościami danych pochodzących z katastru nieruchomości i ksiąg wieczystych w porównaniu ze stanem faktycznym.   Autorzy przedstawili wspólne konkluzje oraz propozycje zmian w zakresie obowiązujących procedur i prawa regulującego prowadzenie katastru w Polsce.

411
Ebook

Aparatura przemysłowa

Mirosław Nizielski, Krzysztof Urbaniec

Praca powstała jako rozszerzenie materiałów dydaktycznych przeznaczonych dla studentów kierunku studiów mechanika i budowa maszyn na Wydziale Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii Politechniki Warszawskiej.   Zakres pracy obejmuje podstawową wiedzę przydatną w projektowaniu, budowie i eksploatacji aparatów o często spotykanych cechach konstrukcyjnych, z uwzględnieniem ich zastosowań w różnych procesach przemysłowych. Rozdziały poświęcone różnym typom aparatów nie zawierają kompletnego przeglądu aparatury przemysłowej, a jedynie zbiór przykładowych rozwiązań konstrukcyjnych. Są to rozwiązania aparatów stosowanych m.in. w energetyce, przemyśle chemicznym i spożywczym oraz instalacjach ochrony środowiska.   W stosunku do pierwszego wydania, z 2010 roku, w pracy: zaktualizowano dane o aktach prawnych i normach o istotnym znaczeniu dla projektowania i eksploatacji urządzeń przemysłowych, rozszerzono zakres tematyczny przeglądu rozwiązań konstrukcyjnych o informacje na temat bioreaktorów, uzupełniono informacje o filtrach do ciekłych zawiesin i piecach przemysłowych oraz zaktualizowano wykazy literatury.   Praca może być wykorzystana jako lektura uzupełniająca dla studentów różnych kierunków studiów, w tym chemii, inżynierii chemicznej i inżynierii środowiska.

412
Ebook

Wybrane zagadnienia teorii obwodów

Stanisław Osowski

Podręcznik przeznaczony jest dla studentów pierwszego semestru drugiego stopnia studiów na kierunku Elektrotechnika. Omówiono w nim najważniejsze problemy związane z teorią i zastosowaniem grafów przepływowych, analizą i projektowaniem filtrów analogowych, syntezą obwodów pasywnych, wrażliwością obwodów i układów elektrycznych, obwodami i układami czasu dyskretnego, obwodami nieliniowymi w szerokim ujęciu (zarówno analizy, jak i syntezy) oraz linią długą. Są to zagadnienia nieporuszane na wykładach z teorii obwodów prowadzonych na pierwszym stopniu kształcenia, a przy tym znacznie rozszerzające wiedzę studenta w zakresie teorii obwodów i jej zastosowań.   Przekazując treści wykładu, autor starał się przedstawić je w formie jak najbardziej przystępnej, ukierunkowanej i aplikacyjnej. Podręcznik jest bogato ilustrowany przykładami obliczeniowymi ułatwiającymi przyswojenie sobie rozległej wiedzy z tej dziedziny.

413
Ebook

Podstawy zapisu konstrukcji

Jerzy Bajkowski

Prezentowany podręcznik, w klasyczny sposób przedstawia całościowy materiał dotyczący podstaw zapisu konstrukcji. Materiał został podzielony na kilka części, które dotyczą: ogólnych zasad normalizacji w dokumentacji technicznej wyrobów, zasad odwzorowań i wymiarowania obiektów, zagadnień związanych z odwzorowaniem połączeń rozłącznych i nierozłącznych napędów itd. Każda z części została szczegółowo omówiona i zilustrowana rysunkami (około 500 rysunków).

414
Ebook

Teatr władzy - kreowanie wizerunku politycznego w kontekście teorii dramaturgicznej. Studium socjologiczne na przykładzie kampanii prezydenckiej 2020 roku w Polsce

Katarzyna Zambrzycka-Papuda

Kampanie polityczne są nieodzowną częścią życia społecznego współczesnego świata. Wpływają na wybory obywateli, a co za tym idzie - przyszły kształt państw. W swojej dynamice wykorzystują narzędzia socjotechniki i kreowania wizerunku. Politycy dopasowują swoje zachowania i hasła wyborcze do trendów i potrzeb społecznych. Celem poniższej książki jest scharakteryzowanie przebiegu kampanii wyborczej na urząd prezydenta w 2020 roku w ujęciu teorii socjologicznych. Analiza wykonana na potrzeby książki dostarcza cennej wiedzy na temat obecnych zabiegów wykorzystywanych w marketingu politycznym. Informacje te pozwalają lepiej zrozumieć przebieg kampanii i zachowania polityków, co jest istotne z perspektywy każdej osoby, która decyduje się oddać głos w czasie wyborów. Publikacja napisana została w ujęciu socjologicznym, a wiodącą teorią jest praca E. Goffmana pt. Człowiek w teatrze życia codziennego. Zakłada ona, że człowiek ogrywa w życiu wiele ról społecznych, do których dostosowuje swoje zachowanie, wygląd i wykorzystywane atrybuty. Każdy z nas posiada wzorce różnych zachowań, które wykorzystuje w pracy, domu, na spotkaniach z przyjaciółmi czy idąc na zakupy do sklepu. Język, mowa ciała, strój zmieniają się w zależności od tego, jakie wrażanie chcemy wywrzeć na odbiorcy. Idąc za tą teorią, politycy również odgrywają rolę, która wiąże się ze sztywno określonymi zasadami i umacniana jest przez sztaby wyborcze. Poniższa praca ma celu przedstawienie roli i zachowań polityka w ujęciu teorii interakcjonistycznych.

415
Ebook

Symulacje komputerowe w projektowaniu kompaktowych generatorów szybkich impulsów pola elektromagnetycznego

Jacek Starzyński

Niniejsza monografia lokuje się w dziedzinie badań nad technologią wytwarzania i wykorzystania wysokoenergetycznych impulsów pola elektromagnetycznego. Jest to bardzo szeroka dziedzina wiedzy, której początki związane są z wytwarzaniem i przesyłaniem energii elektrycznej. W obecnych czasach szybkie impulsy pola elektromagnetycznego znajdują coraz więcej nowych zastosowań. Dlatego technologie impulsowe są polem intensywnych badań naukowych i źródłem nowych rozwiązań technicznych. Praca ta nie obejmuje całego spektrum technologii impulsów wysokonapięciowych, a koncentruje się na zagadnieniu wykorzystania symulacji komputerowych do przyspieszenia i zmniejszenia kosztów procesu projektowania urządzenia generującego. Takie ograniczenie wynika po pierwsze z dostępności kilku bardzo obszernych opracowań na temat technologii impulsowych, a po drugie z braku syntetycznego opracowania pokazującego zalety i wady komputerowego wspomagania procesu projektowania urządzeń generujących. Ze względu na specyfikę problemu koncentracji i kontrolowanego wyzwolenia dużej ilości energii elektromagnetycznej w bardzo niewielkim przedziale czasu projektowanie generatorów impulsów musi uwzględniać całą złożoność zjawisk elektromagnetycznych. Pokazane tu problemy i metody ich rozwiązywania mogą znaleźć zastosowanie także w projektowaniu klasycznych generatorów udarów elektrycznych. Książka ma być przewodnikiem w zakresie stosowalności symulacji komputerowych w technologiach impulsów elektromagnetycznych. Na bazie własnych doświadczeń oraz na przykładach innych projektów autor chciałby wskazać silne i słabe strony numerycznych modeli urządzeń generujących silne i szybkie impulsy pola elektromagnetycznego, mając nadzieję, że z jednej strony pokaże to aktualny stan badań nad technicznymi rozwiązaniami urządzeń generujących, a z drugiej pozwoli efektywnie stosować metody numeryczne w technice wysokich napięć. W odróżnieniu od tradycyjnych monografii tłumaczących działanie układów generujących najczęściej tylko na podstawie uproszczonych wzorów analitycznych, w tej pracy starano się pokazać, że wykorzystanie nawet najprostszych modeli symulacyjnych pozwala także projektować elementy generatorów nawet na poziomie koncepcji. Oczywiście symulator nie zastąpi znajomości praw rządzących elektrotechniką ani intuicji projektowej, ale jest bardzo wygodnym uzupełnieniem tych elementów, pozwalającym bardzo szybko i wszechstronnie zweryfikować pomysł i zasadę działania nowo projektowanego układu, a także zdecydowanie najszybszym narzędziem pozwalającym zbadać wpływ parametrów i wariantów konstrukcji na pracę urządzenia.

416
Ebook

Wybrane zagadnienia dynamiki układów niezachowawczych

Roman Bogacz, Kurt Frischmuth

W książce omówiono układy dynamiczne, jakimi w szczególności są konstrukcje mechaniczne, szeroko stosowane w praktyce inżynierskiej. Fundamentalnie ważną cechą takich układów jest ich stabilność, często przez inżynierów nazywana statecznością, ujęta jako odporność na zaburzenia stanów równowagi.   Za pierwowzór układów dynamicznych można uznać modele punktów materialnych w polu sił potencjalnych, na przykład opisujące układy ciał niebieskich. Są to zagadnienia o skończonej liczbie stopni swobody. W tej książce natomiast rozpatrywane są układy ciągłe, reprezentujące ciała odkształcalne. Stąd wynika, że należy rozpatrywać funkcje zmiennej przestrzennej, a mianowicie przemieszczenie i prędkość, które razem definiują stan układu i podlegają ewolucji czasowej.   W celu badania ruchu ośrodka ciągłego formułuje się równania ruchu wraz z warunkami początkowymi i brzegowymi, które razem determinują przyszłą trajektorię każdej cząsteczki rozpatrywanego medium. W tym opracowaniu skupimy się na szczególnej klasie zagadnień, a mianowicie na zginaniu belek sprężystych, opisanych teorią Jacoba Bernoulliego, Leonarda Eulera i Daniela Jacobiego.   Równanie Bernoulliego-Eulera, oparte na hipotezie nieodkształconych włókien prostopadłych do linii środkowej belki, dotyczy również prętów i kolumn, o ile są one smukłe, a przekrój jest stały lub umiarkowanie zmienny. W przypadku osiowo ściskanej kolumny już sam L. Euler opisał zjawisko utraty stateczności rozwiązania zerowego, podając analityczne wzory zarówno na siłę krytyczną, jak i na postać przemieszczeń powodujących ugięcie i ewentualnie zniszczenie kolumny.   Okazuje się, że istotny wpływ na wartość siły krytycznej, jak i na postać utraty stabilności, mają warunki brzegowe oraz obciążenia poprzeczne, zależne od przemieszczenia. Takimi obciążeniami są głównie siły spowodowane odkształceniem podłoża, na przykład Winklerowskiego, lub podpór, w tym sprężystych oraz tłumiących, lepkosprężystych. Warunki brzegowe to zwykle utwierdzenie kolumny na dolnym końcu kolumny, podczas gdy górny koniec może być swobodny.   Ciekawsze według autorów są takie warunki jak warunek Becka czy Reuta, które należą do obciążeń siłą śledzącą. W takich przypadkach, w odróżnieniu od obciążeń siłą nieśledzącą, kierunek, moduł lub cząsteczka, do której przykładana jest siła, są zmienne. Na przykład przy kolumnie Becka na górny koniec kolumny działa oprócz siły osiowej, ściskającej o zadanym module, siła poprzeczna, taka, że siła wypadkowa ma zawsze kierunek styczny do linii środkowej kolumny na jej końcu.   W przypadku układów z siłami śledzącymi analiza statyczna, bez uwzględnienia sił bezwładności, nie umożliwia uzyskania poprawnych wyników. Podejście takie w przypadku konserwatywnego obciążenia, to jest warunków brzegowych Eulera, jest dopuszczalne. Istnieje wtedy, przy krytycznej wartości siły, ścieżka stanów równowagi odchodząca od rozwiązania zerowego do dowolnie dużych wychyleń.   Taki scenariusz utraty stabilności nosi nazwę dywergentnej utraty stateczności. Początkowo mylnie sądzono, że skoro takiej opcji nie ma przy warunkach Becka, to kolumna Becka nie ma skończonej siły krytycznej. Okazuje się jednak, że scenariusz jest inny, a siła krytyczna, chociaż kilkakrotnie wyższa od siły Eulera, ma wartość skończoną. Kolumna Becka przy podkrytycznym poziomie obciążenia, lekko wytrącona ze stanu równowagi zerowego, będzie drgać, przy czym amplitudy każdej formy własnej pozostaną na zawsze takie same jak bezpośrednio po pobudzeniu.   Po przekroczeniu poziomu krytycznego co najmniej jedna z form własnych będzie miała rosnącą w czasie amplitudę. Taki sposób utraty stabilności, prowadzący do zniszczenia konstrukcji, nazywamy flutterem.   W książce wykazano, że nie tylko wyżej opisane objawy związane z utratą stabilności różnią układy z siłami śledzącymi od takich z obciążeniami konserwatywnymi. Ważny jest również fakt, że w opisie matematycznym występują operatory niesamosprzężone, a po dyskretyzacji powstają macierze niesymetryczne, gdy analizujemy siły śledzące.   Kontynuując rozważania omówiono podstawowe cechy układów dynamicznych, przytaczając w celu ilustracji wiele popularnych, a także mniej znanych przykładów. Omówiono wstępnie równania i zjawiska, pokazując wykresy – bez wchodzenia na tym etapie w szczegóły metod analizy i w sposoby uzyskiwania wyników. Następnie zajęto się modelowaniem belek i kolumn, wyprowadzając równanie Bernoulliego-Eulera oraz omawiając pewne uogólnienia. Szczególną uwagę skupiono na takich elementach, jak podłoża i podpory, zarówno sprężyste jak i tłumiące, oraz na warunkach brzegowych, w tym Eulera, Reuta i Leipholtza.   Bardzo ważny rozdział poświęcono omówieniu aparatu analitycznego i numerycznego. Metody rozwiązania równań algebraicznych, różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych wprowadzono, by je przedyskutować na wstępnych przykładach, a narzędzia dopasowano do potrzeb tej książki.   W kolejnym rozdziale rozpatrzono krzywe charakterystyczne układów opisujących modele poprzednio wprowadzone. Zastosowano przedstawione metody analityczne i numeryczne, uzyskując w ten sposób ważne wyniki dotyczące obiektów badań. Zwrócono przy tym uwagę na wrażliwość wyników na zmiany danych. Celem ostatecznym jest poprawa właściwości badanych konstrukcji w sensie optymalizacji ich parametrów, takich jak cechy materiałowe czy eometryczne.   Maksymalizacja siły krytycznej poprzez dobór kształtu przy niezmiennych kosztach materiału lub minimalizacja kosztów kolumny przy zachowaniu wymaganego poziomu siły krytycznej, to dwa zadania programowania nieliniowego w tym kontekście. Początkowe badania oparto na analizie modalnej, następnie omówiono zastosowania i weryfikację doświadczalną. Podano także wyniki uzyskane z wykorzystaniem symulacji dynamicznej. Numeryczne rozwiązanie zagadnień początkowych dotyczących zdyskretyzowanych równań ruchu możliwe jest nawet w wielu przypadkach, w których dotychczas prezentowane metody zawodzą. W szczególności wpływy nieliniowości oraz czynników losowych mogą być ujęte ilościowo poprzez zastosowanie technik symulacji dynamicznej.   Autorzy, prowadząc wykłady na studiach doktoranckich Politechnik Warszawskiej, Krakowskiej i Koszalińskiej, mają nadzieję, że niniejsza książka będzie pomocna młodym badaczom kierunków mechanicznych. Liczymy na stabilne warunki oraz dalszy dynamiczny rozwój wyłożonej teorii i jej implementacji w sztuce inżynierskiej.