Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej

The study of modern design and calculation methods of machines and mechanisms is very important for the students of engineering specialties. Due to the rapid development of computer technologies, now it is possible to use Computer-Aided Design (CAD) systems for optimal design in mechanical engineering. So, it is necessary for the students to learn both theoretical fundamentals and numerical calculation methods that can be implemented using modern CAD systems, in particular - in Mathcad, which is often used by engineers to solve problems in different fields.
In this textbook we will consider the structure and classification of mechanisms, the methodology of their kinematic and dynamie analysis, optimal design methods, which are common to mechanisms and machines of various purposes. This knowledge is necessary for engineers to create modern machines using different design criteria, to be able to correctly set a problem, solve it, analyze the results and, if necessary, choose the optimal solution.
Available literaturę in that field [2, 3, 6, 8, 10-12, 14,15] helps to study the theory, formulate the problem and choose methods for solving typical problems in mechanical engineering. However, that knowledge and skills do not exempt students from routine and sometimes complex calculations, which can lead to the loss of the essence of mechanical processes. In other words, it is necessary to learn not only the methods of solving problems of various complexity, but also to be able to analyze them so that these solutions do not hide the mechanical sense of processes and phenomena.
The textbook can also be considered as an introduetion to one of the most widespread mathematical Computer-Aided Design systems - Mathcad - for solving problems in different fields of engineering. The usage of Mathcad allows analyzing the behavior of mechanical systems according to the given task, which makes it possible to solve real engineering problems by the students who are not yet familiar with numerical methods and programming.
It is known that Mathcad package [5,9,13] is an effective tool for analytical transformations and numerical solutions of engineering and physical problems. The limits of its use extend from simple calculations to the complex problems in various fields of knowledge. By means of Mathcad, students and engineers can successfully solve various problems in mechanical engineering. The package has user-friendly mathematically oriented interface and convenient graphics tools.
The most effective way to learn calculation and design methods in mechanical engineering is not just to formally study the rules and techniąues, but to show them in action. Therefore, in the textbook, the main attention is paid to solving practical problems, specially selected with the following purposes: 1) as a self-study manuał to learn how to solve mathematically complex problems in engineering; 2) to show the capabilities of the Mathcad and to inerease interest among students and specialists in Mathcad for the solution of problem in mechanical engineering.
The textbook consists of eight chapters and appendix. The first seven chapters are dedicated to solving specific problems of the design of machines and mechanisms: each of these sections provides a brief overview of the theory and examples of solving relevant problems and calculation programs in Mathcad. The last chapter provides basie information about Mathcad and a brief overview of its methods that are used in mechanies: mathematical, graphical and also programming.

Zakres pracy obejmuje:
1. Przedstawienie zarysu teoretycznych podstaw deformacji nieliniowych, na których oparto analizy stanów zakrytycznej deformacji rozważanych struktur badawczych (rozdz. 2.).
2. Omówienie numerycznych metod rozwiązywania zagadnień geometrycznie i fizycznie nieliniowych (rozdz. 3.).
3. Scharakteryzowanie metod badań doświadczalnych i zakresu ich stosowania w odniesieniu do cienkościennych struktur nośnych pracujących w zakresie deformacji pokrytycznych, ze szczególnym uwzględnieniem metody cyfrowej korelacji obrazu (rozdz. 4.).
4. Przykłady badań doświadczalnych i obliczeń numerycznych zmierzających do określenia rzeczywistego pola naprężenia integralnie usztywnianych struktur cienkościennych poddanych ścinaniu. Zaprezentowano rozważania dotyczące kilku rodzajów ustrojów. Przedstawiono wyniki dla struktur wzmacnianych usztywnieniami geodetycznymi wykonanymi z lotniczych stopów aluminium, płyt usztywnianych niskoprofilowymi żebrami usytuowanymi równolegle względem siebie oraz konstrukcji o programowalnych właściwościach fizycznych wytwarzanych w technologii druku przestrzennego (rozdz. 5.).
5. Prezentację możliwości stosowania metody cyfrowej korelacji obrazu w przypadku badań rzeczywistych konstrukcji lotniczych. Zaprezentowano przykłady obejmujące wyniki uzyskane w trakcie statycznych badań wytrzymałościowych, badań zmęczeniowych oraz pomiarów deformacji w trakcie badań w tunelu aerodynamicznym (rozdz. 6.).
Rozdział siódmy obejmuje syntetyczne podsumowanie pracy, wskazanie jej oryginalnych elementów oraz nakreślenie dalszych kierunków badań. Monografię zamyka wykaz cytowanej literatury.

W niniejszej monografii przedstawiono zagadnienia aerodynamiki małych prędkości, istotne dla lotnictwa ogólnego (General Aviation), jak i dla np. energetyki wiatrowej. Omówiono kwestie mechaniki płynów mające podstawowe znaczenie dla aerodynamiki, takie jak: kryterium ciągłości przepływów, równania Naviera i Stokesa, Eulera, Bernoul-liego oraz kryteria podobieństwa dynamicznego. Zaprezentowano zarys teorii przepływów potencjalnych, płaskich i trójwymiarowych. Pokazano także zagadnienia dotyczące modelowania przepływów potencjalnych z wykorzystaniem rozkładu osobliwości hydrodynamicznych. Przedstawiono zastosowanie potencjału zespolonego i odwzorowań kon-foremnych do opisu płaskich przepływów potencjalnych. Tematyka opływu profili lotniczych została pokazana na różnych poziomach złożoności: od teorii profilu cienkiego, przez model Weissingera-Pistolessiego, po metody panelowe wykorzystujące rozkłady osobliwości: dipoli i wirów na powierzchni konturu ciała. Opis przepływu wokół płata o skończonym wydłużeniu obejmuje klasyczną teorię linii nośnej Prandtla-Glauerta. Za pomocą uproszczonych modeli z wirowością skupioną omówiono zagadnienia interferencji: skrzydło-kadłub, skrzydło-usterzenie czy wpływ ziemi. Zaprezentowano bardziej złożone modele opływu płata nośnego: metodę siatki wirowej czy metodę panelową niskiego rzędu, z rozkładem źródeł i dipoli na powierzchni opływanej bryły. Pokazano również wyznaczanie oporu indukowanego na podstawie praw zachowania masy, pędu i energii. W pracy przedstawiono różne metody obliczeniowe dla laminarnej i turbulentnej warstwy przyściennej oraz opisano techniki sterowania tym przepływem w sposób bierny i czynny. Ponadto omówiono wyznaczanie oporu profilowego na podstawie wartości pędu w śladzie aerodynamicznym. Przedstawiono krótko także zagadnienia związane z aerodynamiką niestacjonarną. Poruszono tutaj zagadnienia profilu drgającego, pomocne przy zrozumieniu flatteru, czy aerodynamiki zwierząt latających i ich biomimetycznych analogów: or-nitopterów i entomopterów. W większości przypadków zostały pokazane przykłady obliczeniowe.

Prezentowana monografia habilitacyjna koncentruje się na kompleksowej analizie trwałości zmęczeniowej łopatek sprężarki osiowej, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu warunków eksploatacyjnych, obróbki powierzchniowej oraz możliwości zastosowania technologii przyrostowych w ich produkcji. Prace obejmują zarówno badania eksperymentalne, jak i modelowanie analityczne oraz geometryczne, prowadzone w oparciu o aktualny stan wiedzy i obowiązujące normy.

W części materiałowej dokonano selekcji odpowiedniego materiału, przeprowadzono próby rozciągania z uwzględnieniem wpływu temperatury oraz opracowano modele zmęczeniowe uwzględniające warunki termiczne. Przeprowadzono również eksperymenty z zakresu trwałości zmęczeniowej oraz implementowano kod obliczeniowy do analiz nisko cyklowych.

Geometria łopatki została odtworzona na podstawie danych z systemu VISTA AFD, przekrojów rzeczywistego obiektu oraz skanowania 3D. Na tej podstawie wykonano obliczenia analityczne naprężeń normalnych oraz oceniono wpływ różnych typów obciążeń - sił bezwładności, obciążeń aerodynamicznych i termicznych - na stan naprężeń oraz rezonans konstrukcji.

W dalszej części pracy skupiono się na analizie trwałości zmęczeniowej w kontekście złożonych stanów obciążeń, porównując wyniki eksperymentalne z obliczeniami numerycznymi. Uwzględniono również wpływ obróbki powierzchniowej, w tym kulowania, na naprężenia szczątkowe i trwałość zmęczeniową.

Ostatni rozdział poświęcono ocenie możliwości zastosowania druku 3D w produkcji łopatek, ze szczególnym naciskiem na modelowanie ortotropowe materiałów oraz wpływ kierunku przyrostowego na rozkład naprężeń i deformację elementu.

Kwaterniony zostały wprowadzone w 1843 roku przez irlandzkiego matematyka Williama Rowana Hamiltona. Współczesna matematyka definiuje kwaterniony jako obiekty czterowymiarowe i można je interpretować jako punkty czterowymiarowej przestrzeni euklidesowej. Ponieważ każdy obrót przestrzeni trójwymiarowej można zakodować za pomocą czwórki liczb rzeczywistych, więc kwaterniony znalazły wiele zastosowań, między innymi w grafice komputerowej do kodowania szybkich animacji. W cyklu wykładów przedstawiono podstawowe własności kwaternionów, zaprezentowano metody używane do ich badania oraz zasygnalizowano nowe kierunki badań. Zaprezentowane dowody uzupełniono wieloma przykładami rozwiązanych zadań. Na końcu każdego wykładu, dla lepszego zrozumienia, zamieszczono zadania do samodzielnego rozwiązania wraz z odpowiedziami lub wskazówkami. Zaproponowany cykl może być wykorzystany do wykładów monograficznych dla studentów kierunku matematyka lub innych kierunków ścisłych lub technicznych. Podręcznik jest przeznaczony dla studentów, którzy chcą poszerzyć swoją wiedzę, ale również mogą z niego korzystać osoby interesujące się liczbami hiperzespolonymi.

Podręcznik akademicki prezentuje metody opisu i badania losowych zjawisk fizycznych występujących w elektronice. Opracowanie powstało na podstawie doświadczeń badawczych i dydaktycznych autora z zakresu pomiarowych zastosowań metod probabilistycznych. Może służyć jako przewodnik i poradnik dla osób, które ukończyły studia i w pracy zawodowej stykają się z problemami, dającymi się rozwiązać metodami probabilistycznymi. Podręcznik będzie przydatny dla studentów uczących się metod probabilistycznych. Zakres i układ materiału zostały dostosowane do wymagań programu nauczania na kierunku elektronika i telekomunikacja. Mogą z niego korzystać także studenci innych kierunków studiów technicznych, a zwłaszcza kierunków pokrewnych, takich jak elektrotechnika, energetyka i automatyka. Treść podręcznika jest podzielona na pięć części. Cztery pierwsze pomogą studentom opanować podstawowe pojęcia i zagadnienia. Zadania do samodzielnego rozwiązania, podane na końcu każdej zasadniczej części, umożliwiają sprawdzenie stopnia przyswojenia studiowanego materiału. W części piątej zestawiono materiały dodatkowe w postaci tablic i zależności matematycznych, pomocne podczas rozwiązywania zadań. Opanowanie podstawowego materiału podręcznika wstępnie przygotowuje studentów do stosowania metod probabilistycznych w elektronice. Poznane pojęcia, modele oraz metody będą przydatne i rozwijane w toku studiów, w ramach przedmiotów: „przetwarzanie sygnałów”, „analiza danych pomiarowych” i „procesy stochastyczne w elektronice”.

Niniejszy podręcznik akademicki jest adresowany głównie do studentów wydziałów mechanicznych wyższych uczelni technicznych. Materiał w nim zawarty odpowiada programowi zajęć dydaktycznych z przedmiotu „grafika inżynierska i zapis konstrukcji”. W podręczniku podano podstawowe wiadomości teoretyczne, ilustrując je rozwiązaniem odpowiednio dobranych przykładów. Układ opracowania, zawartość merytoryczna oraz sposób przedstawiania problemów są rezultatem naszych wieloletnich doświadczeń dydaktycznych.

Zastosowanie systemów CAx w projektowaniu inżynierskim

redakcja naukowa: Adam Marciniec

Niniejsza monografia zawiera przykłady różnorodnego zastosowania współczesnych środków komputerowego wspomagania w procesie projektowania przekładni zębatych. W budowie maszyn, wśród zespołów mechanicznych, wciąż kluczową rolę odgrywają przekładnie, a w szczególności przekładnie zębate. To specjalne znaczenie przekładni przejawia się także w historii ich rozwoju. Na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat można odnotować imponujący postęp w tym zakresie. Stale zwiększała się tzw. gęstość mocy przenoszonej przez przekładnie przy rosnącej niezawodności i trwałości.

Rozwój przekładni zębatych odbywał się z jednej strony poprzez zastosowanie coraz doskonalszych materiałów, procesów obróbki cieplno-chemicznej, narzędzi, obrabiarek, metod wytwarzania, systemów produkcji. Z drugiej strony rozwój ten dokonywał się dzięki aplikacji nowatorskich koncepcji i rozwiązań konstrukcyjnych, a także wykorzystaniu narzędzi komputerowego wspomagania projektowania oraz analizy zjawisk i zagadnień decydujących o jakości przekładni. W ten właśnie obszar wpisuje się problematyka czterech rozdziałów tej pracy, stanowiących odrębne  części.

Narzędzia zarządzania jakością

WSTĘP

Dzisiejsza gospodarka stawia przed przedsiębiorstwami wiele wyzwań. Jednym z nich jest sprostanie wysokim wymaganiom klientów w zakresie jakości wyrobów, ich dostępności i ceny. Istotna jest również marka, która to stanowi wyznacznik dla reprezentowanej technologii, precyzji wykonania, renomy itp. Zarówno małe, jak i duże przedsiębiorstwa starają się zapewnić swoim klientom wysoką jakość produktów bądź usług. Jakość jest więc niezwykle ważnym pojęciem, którego rozpoznanie pozwala na zrozumienie mechanizmów definiujących atrakcyjność danej organizacji.

Dobrze zarządzane przedsiębiorstwa nie tylko dbają o swoją atrakcyjność, ale również stosują w tym celu różne techniki (instrumenty) celem dostosowania procesów produkcyjnych do produkowania wyrobów wysokiej jakości, czyli spełniających zmieniające się oczekiwania klientów. Wykorzystuje się więc różne formy działań, poczynając od prostych, operacyjnych, na złożonych, wykładających filozofię jakości kończąc. Przyjmując jako kryterium podziału sposób i czas oddziaływania na jakość, instrumenty te można podzielić na trzy grupy: zasady, metody i narzędzia zarządzania jakością.

Zasady zarządzania jakością określają stosunek przedsiębiorstwa i jego pracowników do ogólnie rozumianych problemów jakości wskazując cele, nie dają wytycznych operacyjnych, a rezultaty ich stosowania są trudne do oceny bieżącej.

Metody zarządzania jakością charakteryzują się planowym, powtarzalnym i opartym na naukowych podstawach sposobem postępowania podczas realizacji zadań związanych z zarządzaniem jakością, pozwalają kształtować jakość projektową i jakość wykonania.

Narzędzia zarządzania jakością służą do zbierania i przetwarzania danych związanych z różnymi aspektami zarządzania jakością, wyniki ich stosowania są widoczne „prawie” natychmiast, ale efektywne wykorzysta-nie wymaga połączenia z metodami [69].

Narzędzia zarządzania jakością to instrumenty wspomagające monitorowanie działań podejmowanych w przedsiębiorstwach. Ich zadaniem jest zebranie i przetworzenie danych, które wiążą się z różnymi aspektami ja-kości, a następnie za ich pomocą możliwe jest nadzorowanie procesu na każdym etapie cyklu życia wyrobu [26]. Narzędzia zarządzania jakością znacznie ułatwiają diagnozowanie procesów, a co za tym idzie, likwidacja powstałych niezgodności przebiega o wiele szybciej. Ze względu na swoją prostotę do stosowania narzędzi zarządzania jakością większość pracowników nie musi się specjalnie przygotowywać lub brać udział w dedykowanych szkoleniach. Często wystarczy instruktaż pokazujący, jak takie na-rzędzie może być wykorzystane.

W poprzednich opracowaniach tej serii zaprezentowano zasady i metody zarządzania jakością, a także wybrane techniki lean manufacturing. 

Kolejne dotyczyć będą wybranych technik zarządzania jakością, których umiejętne wykorzystanie może być podstawą do uzyskania wysokiej jakości, satysfakcji klientów, oszczędności, a w konsekwencji do zwiększenia konkurencyjności przedsiębiorstwa.

Nowe wydanie 2025 trzeciej części podręcznika "Konstrukcje stalowe. Przykłady obliczeń według PN-EN 1993-1" dotyczy obliczania elementów konstrukcyjnych występujących w obiektach typu halowego: halach i wiatach, a także połączeń i węzłów występujących w tych konstrukcjach.

Ogrzewnictwo wyd.4 2024

Dla studentów kierunku Inżynieria środowiska.

The monography presents geometrical shaping of free building forms foofed with individual singly-folded steel sheeting. Two various innovative methods of shaping these roof shell sheeting transformed elastcally are proposed.

Monografia ma istotne znaczenie, ponieważ może być dla przedsiębiorstw produkcyjnych przewodnikiem po technologiach i koncepcjach, które mogą pomóc w ciągłym doskonaleniu procesów przedsiębiorstwa oraz rozwoju innowacyjnych rozwiązań. (...) Przedstawione opracowania mają charakter utylitarny. Mogą być wykorzystane przez przedsiębiorstwa produkcyjne do wdrażania koncepcji Przemysł 5.0 oraz budowy systemów produkcyjnych zorientowanych na człowieka, a także przez uczelnie do doskonalenia procesów dydaktycznych. Istotne są wyniki badań wykonanych w przedsiębiorstwach. Mogą być źródłem informacji dla przedsiębiorstw do porównania wdrażanych i planowanych do wdrożenia technologii oraz do budowy swojej strategii rozwoju.

Prof. dr hab. inż. Antoni Świć

Monografia jest adresowana zarówno do praktyków, jak i pracowników naukowych zajmujących się tematyką wdrażania technologii Przemysłu 4.0/Przemysłu 5.0, jak również dla studentów i doktorantów kierunków kształcenia związanych z inżynierią produkcji, takich jak zarządzanie i inżynieria produkcji, mechanika i budowa maszyn czy logistyka. Stanowi kompleksowe zestawienie aktualnego stanu wiedzy w zakresie wymaganych kompetencji dla potrzeb rozwoju przedsiębiorstw zgodnie z koncepcją Przemysł 4.0 i Przemysł 5.0. (...) Monografia stanowi nowe na polskim rynku wydawniczym kompleksowe zestawienie aktualnego stanu wiedzy dotyczącej technologii Przemysłu 5.0, nowych kompetencji na rynku pracy oraz wyzwań dla menadżerów produkcji. Będzie wartościowym źródłem wiedzy w pracy naukowej i dydaktycznej w obszarze inżynierii produkcji.

Prof. dr hab. inż. Justyna Patalas-Maliszewska