Elementy metrologii wielkości geometrycznych. Przykłady i zadania

Tadeusz Sałaciński

Skrypt powstał na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej jako pomoc do przedmiotu metrologia, który jest wykładany na wszystkich kierunkach studiów inżynierskich prowadzonych na tym wydziale: Mechanika i Budowa Maszyn, Automatyzacja i Robotyzacja Procesów Produkcyjnych oraz Zarządzanie i Inżynieria Produkcji. Skrypt zawiera zestaw przykładów i zadań niezbędnych do opanowania minimum wiedzy z zakresu metrologii wielkości geometrycznych. Każdy rozdział poprzedzony jest krótkim wprowadzeniem teoretycznym, w którym podano definicje i wzory podstawowych pojęć. Ostatni rozdział dotyczy statystycznej analizy wyników pomiarów za pomocą kart kontrolnych i wskaźników zdolności procesów. Niniejsze opracowanie może być wykorzystane jako pomoc dydaktyczna na innych wydziałach mechanicznych bądź inżynierii produkcji.

Makroskopowe przewodniki elektryczne z nanorurek węglowych

Agnieszka Łękawa-Raus

W monografii rozważane są nowe możliwości i ograniczenia związane ze stosowaniem nanorurek węglowych do wykonania makroskopowych przewodników elektrycznych na potrzeby elektrotechniki i elektroniki. Wykazano, że nanorurki węglowe są bardzo ciekawymi materiałami przewodzącymi, które mogłyby być bardzo szeroko stosowane w makroskali. Odpowiednio dobrane techniki wytwarzania makroskopowych przewodników nanorurkowych mogą pozwolić na otrzymanie przewodników o różnych kształtach, wymiarach, właściwościach elektrycznych, mechanicznych, chemicznych, termicznych, stopniu izotropowości, jak również zdolności do dalszego przetwarzania. Przewodniki te mogą być również wolnostojące lub osadzone na podłożach. Praca wskazuje, iż w zależności od przeznaczenia przewodnika i jego pożądanej charakterystyki makroskopowe przewodniki nanorurkowe można wykonywać zarówno z proszków nanorurkowych, jak i czystych makrostruktur nanorurkowych, takich jak włókna, filmy, maty lub dywaniki nanorurkowe. Jak podkreślono, spośród powyższych włókna i filmy są szczególnie ciekawe dla zastosowań elektrycznych, gdyż mogą charakteryzować się bardzo wysoką konduktywnością. Rozważania teoretyczne wskazują, iż przy odpowiedniej optymalizacji morfologii włókien i filmów, przewodniki z nanorurek węglowych mogłyby być lepiej przewodzące niż miedź czy aluminium.

Doskonalenie metod zarządzania produkcją w wybranych przedsiębiorstwach sektora MŚP

Wojciech Werpachowski

Kluczową rolę w gospodarce narodowej odgrywa sektor małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP). Znaczący udział takich firm w produkcie krajowym stawia przed nimi poważne zadania związane z konkurencyjnością i innowacyjnością. Monografia porusza ważne problemy związane z efektywnością i produktywnością polskich przedsiębiorstw w przemyśle spożywczym, opakowaniowym, odzieżowym i poligraficznym. Opracowanie może być wykorzystywane we wszystkich uczelniach prowadzących kształcenie na kierunku Zarządzanie Produkcją.

Nowoczesne metody immobilizacji substancji aktywnych stosowanych w inżynierii chemicznej, materiałowej i środowiska

Sabina Wilkanowicz

Celem powstania niniejszej książki było zestawienie aktualnej wiedzy na temat metod unieruchamiania różnych substancji aktywnych - katalizatorów, enzymów, związków aktywnych o właściwościach antyoksydacyjnych, antymikrobiologicznych, antykorozyjnych, a nawet drobnoustrojów, które mogą być stosowane w różnych procesach przemysłowych opartych na technologii chemicznej, biotechnologii, inżynierii chemicznej czy nanotechnologii. Zestawienie tej wiedzy jest ważne, ponieważ pomaga zobrazować zainteresowanym, jakie są najlepsze możliwości immobilizacji wybranych składników aktywnych, o konkretnych właściwościach i zastosowaniu. W opracowaniu omówiono i porównano najczęściej stosowane techniki immobilizacji mechanicznej, stanowiące największe zainteresowanie naukowców oraz przemysłu (na przykład freeze-drying czy spray drying), a także techniki, które dopiero zaczynają podbijać przemysł (electrospinning, solution blow spinning czy electro-blow spinning). Dokładne przedstawienie tych technik pozwoli nie tylko na zrozumienie zasad ich działania, ale także da możliwość praktycznego rozpatrzenia, która metoda może być wykorzystywana, aby w najlepszy z możliwych sposobów unieruchamiać i ochraniać konkretne związki aktywne czy inne materiały. Książka stanowi, jak dotąd, jedyne źródło informacji o tak szerokim spektrum, opisujące zarówno dostępne i znane techniki immobilizacji, jak i zestawienie materiałów stosowanych jako nośniki substancji aktywnych. Ponieważ większość monografii wydawanych w tej tematyce skupia się albo na poszczególnych technikach immobilizacji, albo konkretnych związkach aktywnych (na przykład tylko na enzymach) i metodach ich unieruchamiania, dlatego opracowanie może ułatwić czytelnikowi nie tylko zrozumienie metod immobilizacji mechanicznej, ale także porównać i wybrać tę, która umożliwi uzyskanie najlepszego efektu prac badawczych.

Zasady zarządzania jakością

Katarzyna Szczepańska

Celem niniejszej publikacji jest przedstawienie w perspektywie zarządczej teoretycznych i praktycznych podstaw różnych klasyfikacji zasad zarządzania jakością oraz uporządkowanej ich charakterystyki. Cel został sformułowany na podstawie wieloletniego doświadczenia autorki w projektowaniu oraz wdrażaniu zarówno systemu, jak i koncepcji zarządzania jakością w polskich przedsiębiorstwach, z którego wynika między innymi, że opracowanie koncepcji zarządzania jakością w organizacji jest determinowane przyjętymi zasadami, a przede wszystkim ich rozumieniem. Stanowi to o różnicy między koncepcjami zarządzania jakością w organizacjach. Cel uzasadniony jest również potrzebami dydaktycznymi wynikającymi z programu kształcenia studentów na Wydziale Zarządzania Politechniki Warszawskiej.   Książka jest adresowana zarówno do studentów, doktorantów, słuchaczy studiów podyplomowych, pracowników naukowo-dydaktycznych szkół wyższych, jak i praktyków zajmujących się zarządzaniem jakością w przedsiębiorstwach przemysłowych, usługowych i handlowych, w tym konsultantów. Szczególnym adresatem jest kadra zarządzająca organizacjami (w tym w sektorze non-profit), w których jest wdrażana lub doskonalona koncepcja zarządzania jakością.

Metoda Elementów Skończonych w mechanice materiałów i konstrukcji. Rozwiązywanie wybranych zagadnień za pomocą systemu ANSYS

Paweł Borkowski, Grzegorz Krzesiński, Piotr Marek, Tomasz Zagrajek

Niniejszy skrypt ma ułatwić Czytelnikowi opanowanie podstaw budowy i wykorzystywania modeli metody elementów skończonych (MES), a w szczególności zapoznanie się z metodami przeprowadzania obliczeń konstrukcji odkształcalnych za pomocą systemu programów ANSYS (ANSYS Inc., USA).   Pakiety profesjonalnych programów metody elementów skończonych składają się z wielu współpracujących ze sobą modułów i tworzą systemy obliczeniowe, pozwalające na analizy różnych problemów opisywanych równaniami różniczkowymi cząstkowymi, dotyczących mechaniki konstrukcji odkształcalnych, przepływu ciepła, mechaniki płynów, pól elektromagnetycznych itd. W mechanice konstrukcji metoda elementów skończonych stosowana jest niemal do wszystkich typów stawianych praktycznie zadań.   Programy obliczeniowe MES zawierają algorytmy ułatwiające budowę modelu geometrycznego i umożliwiające wprowadzenie opisu modelu z najbardziej popularnych systemów CAD. Wyposażane są także w algorytmy automatycznej dyskretyzacji i rozbudowane moduły graficznej prezentacji modelu i wyników obliczeń. W nowoczesnych programach MES dostępnych jest zwykle wiele metod rozwiązywania układów równań liniowych, równań nieliniowych, zagadnień własnych itp. Do najbardziej znanych systemów metody elementów skończonych wykorzystywanych w mechanice konstrukcji należą ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, COSMOS, FEMAP, MARC. Dostępnych jest także wiele komercyjnych programów wyspecjalizowanych, na przykład do analizy konstrukcji budowlanych, do obliczeń konstrukcji kompozytowych, rurociągów itd. Moduły obliczeniowe metody elementów skończonych dołączane są również do wielu programów CAD.   Budowa własnych programów metody elementów skończonych wymaga bardzo dobrego przygotowania w zakresie matematyki, metod numerycznych i teorii analizowanych problemów. Warto jednak podkreślić, że również dla efektywnego posługiwania się gotowymi, sprawdzonymi pakietami MES potrzebne jest rozumienie metody i jej podstaw matematycznych, a także dobra znajomość wykorzystywanych programów i badanych zjawisk. Wyniki obliczeń MES w każdym przypadku powinny być weryfikowane przez uproszczone szacunki analityczne i sprawdzenie jakościowej poprawności wybranych rezultatów cząstkowych (reakcje, ciągłość pola przemieszczeń, zgodność z warunkami brzegowymi itp.).   Prezentowane opracowanie jest zmodyfikowaną i istotnie rozszerzoną wersją publikowanego wcześniej przez Oficynę Wydawniczą Politechniki Warszawskiej skryptu. Modele analizowane w tej publikacji budowane były za pomocą wersji (v.15) pakietu programów ANSYS, powszechnie wykorzystywanego zarówno w badaniach naukowych, jak i w praktyce inżynierskiej. Od wielu lat ANSYS jest stosowany w Politechnice Warszawskiej i innych polskich uczelniach. Zamierzeniem autorów było jednak przedstawienie zasad praktycznego wykorzystania MES w obliczeniach inżynierskich i interpretacji wyników, a nie wprowadzanie Czytelnika w szczegóły użytkowania wybranego programu. Tematy zadań opisywanych w skrypcie odpowiadają potrzebom i profilowi wykształcenia studentów na kierunkach prowadzonych przez Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej. Omawiane ćwiczenia stanowią w większości praktyczne uzupełnienie wykładu metody elementów skończonych. W każdym ćwiczeniu przypomniane są podstawy opisu teoretycznego analizowanych zagadnień tak, by ułatwić zrozumienie zasad budowy modelu MES, a także interpretację i dyskusję wyników. Niektóre z prezentowanych zadań mogą być wykorzystywane do samodzielnego przygotowania się do analizy bardziej zaawansowanych problemów, rozwiązywanych na przykład w ramach prac przejściowych i dyplomowych.

Peri-urban. Typologia strefy podmiejskiej średnich miast Mazowsza

Małgorzata Denis

Podstawowym celem tej pracy była autorska identyfikacja, charakterystyka oraz typologia strefy podmiejskiej (peri-urban) średnich miast Mazowsza wraz z próbą zdelimitowania jej zasięgu. W siedmiu rozdziałach monografii udowodniono, że średnie miasta rozlewają się na tereny podmiejskie, zdelimitowano granice strefy peri-urban, dokonano jej podziału na części: obrzeże miejskie (urban fringe), strefa miejska (urban zone) i peryferie miejskie (urban periphery), oraz stworzono typy układów przestrzennych zabudowy. W celu ograniczenia dalszej ekspansji zabudowy na tereny rolnicze stworzono wytyczne związane z uwzględnieniem modelu funkcjonalno-przestrzennego, który można zastosować w Strategii rozwoju ponadlokalnego. Zaproponowano ustanowienie Lokalnego Obszaru Funkcjonalnego (LOF), bazującego na delimitacji strefy podmiejskiej. Podkreślono konieczność wprowadzenia policentrycznego układu osadniczego i zabudowy wielofunkcyjnej oraz obszarów stref koncentracji zabudowy i nieprzekraczalnego zasięgu zabudowy. Zaproponowano autorskie propozycje w zakresie działań naprawczych, obejmujące budowę relacji przestrzennych pomiędzy ośrodkami wielofunkcyjnymi a miastem centralnym, a także poszukiwanie możliwości lokalizacji korytarzy i ciągów ekologicznych w wymiarze strefy peri-urban.

Metody analityczne w obliczeniach procesów łączeniowych w systemie elektroenergetycznym

Marcin Szewczyk

W rozdziale 1 przedstawiono treść książki na tle dokumentów normalizacyjnych funkcjonujących w tematyce łączników elektroenergetycznych. Rozdział 2 zawiera wprowadzenie do prezentowanej tematyki, formułowane od strony elektrodynamiki klasycznej, gdzie za punkt wyjścia przyjęto monumentalne równania Maxwella w próżni w postaci różniczkowej, a następnie omówiono tzw. równania elementów RCLM i równania Kirchhoffa. Rozdział 3 stanowi fundament matematyczny prezentowanych w opracowaniu obliczeń i zawiera potrzebne w omawianej tematyce elementy rachunku różniczkowego i całkowego. W rozdziałach 4-6 opisano komplet zagadnień potrzebnych do analitycznego rozwiązywania rozpatrywanych tu liniowych równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych. Rozdział 4 zawiera informacje na temat obliczeń stanów ustalonych zapisu funkcji harmonicznych z użyciem amplitud zespolonych. Kulminacją rozdziału 5 jest podanie wyprowadzenia ważnego (narzędziowo) twierdzenia o rozwiązaniu ogólnym równań różniczkowych niejednorodnych (liniowych i o stałych współczynnikach), a rozdział 6 dostarcza informacje potrzebne do samodzielnego korzystania z transformat Laplace'a. W kolejnych rozdziałach omówiono istotne aspekty procesów łączeniowych w systemie elektroenergetycznym. W rozdziale 7 wprowadzono opis stanu układu z użyciem równań różniczkowych zwyczajnych oraz ważne dla analizy procesów łączeniowych pojęcia składowych wymuszonej (ustalonej) i swobodnych (przejściowych), a także podaje rozwiązania kilku istotnych przypadków. Kolejne rozdziały zawierają zastosowanie transformaty Laplace'a do algebraizacji równań różniczkowych opisujących układy liniowe (rozdział 8) i dwa rozdziały bazujące na sformułowanych dla funkcji operatorowych Laplace'a twierdzeń Thevenina (rozdział 9) i Nortona (rozdział 10). W rozdziale 11 opisano zagadnienia, które są rozwiązywane z użyciem metod numerycznych i symulatorowych, których rozwiązanie analityczne wymaga wprowadzenia istotnych, a przy tym typowych uproszczeń.