Pracownia Podstaw Konstrukcji Maszyn

Kierownik Pracowni: dr hab. inż. Krzysztof Talaśka, prof. PP
krzysztof.talaska@put.poznan.pl

Pracownia prowadzi działania w zakresie projektowym, badawczo-rozwojowym oraz edukacji. Prace badawczo-rozwojowe realizowane w Pracowni PKM koncentrują się głównie wokół projektowania, badania i optymalizacji konstrukcji maszyn oraz modelowania, którego celem jest poprawa efektywności procesów i systemów. Przeprowadzamy także badania właściwości materiałów oraz symulacje i analizy numeryczne m. in. z wykorzystaniem MES na potrzeby identyfikacji wytycznych do procesu projektowania zespołów roboczych maszyn. Działania edukacyjno – szkoleniowe związane są z szeroko pojętym procesem projektowania maszyn i urządzeń. Jesteśmy otwarci na współpracę z przemysłem i gotowi do realizacji projektów.

Zakres badań:

• Kompleksowe opracowanie i wdrożenie nowych konstrukcji urządzeń przemysłowych obejmujące prace projektowe/konstrukcyjne, modelowanie 3D, przygotowanie dokumentacji technicznej 2D, uruchomienie maszyny na terenie zakładu przemysłowego, nadanie certyfikatu CE, szkolenie kadry z obsługi urządzenia.
• Analizy z wykorzystaniem technik numerycznych obejmujące:
  • analizę rozkładu naprężeń i odkształceń w konstrukcji z wykorzystaniem MES,
  • analizę kinematyki i dynamiki maszyn,
  • optymalizację m. in. topologiczną kształtu, energochłonności procesów technologicznych.
• Badania eksperymentalne właściwości mechanicznych materiałów na maszynach wytrzymałościowych z uwzględnieniem wpływu temperatury i wilgotności. Dodatkowo oferujemy możliwość sezonowania próbek w komorze klimatycznej oraz wykonywanie pomiarów wilgotności próbek za pomocą wagosuszarki.
• Projektowanie układów sterowania opartych o sterowniki PLC/HMI.
• Badania zagęszczania rozdrobnionych materiałów i wyznaczanie maksymalnego stopnia zagęszczania materiału w funkcji siły zagęszczającej.
• Badania ścinania i wyznaczanie naprężeń ścinających.
• Badania i wyznaczanie współczynnika tarcia statycznego oraz kinematycznego.
• Badania trwałości/wytrzymałości połączeń mechanicznych i spajanych np. zgrzewanych, klejonych, itp.
• Opracowanie i badania procesów technologicznych:
  • perforacji materiałów (w szczególności kompozytowych pasów napędowych i transportujących),
  • nanoszenia kleju,
  • wykonywania połączeń tworzyw sztucznych i materiałów kompozytowych,
  • zagęszczania materiałów rozdrobnionych.
• Szkolenia:
  • modelowania przestrzennego 3D części maszyn,
  • przygotowania dokumentacji 2D w programie AutoCAD,
  • programowanie sterowników PLC/HMI,
  • i inne.

Pracownia Komputerowego Wspomagania Projektowania

Kierownik Pracowni: prof. dr hab. inż. Piotr Krawiec
piotr.krawiec@put.poznan.pl

Pracownia Komputerowego Wspomagania Projektowania swą działalność prowadzi w zakresie Komputerowego Wspomagania Prac Inżynierskich, Komputerowego Zapisu Konstrukcji, CAD/CAM, badań napędów cięgnowych, poprawy energochłonności napędów maszyn i urządzeń,  projektowania środków transportu dla osób niepełnosprawnych, badań nawierzchni drogowych, przemysłowych i in. Pracownia specjalizuje się także w projektowaniu i badaniach układów hydraulicznych i pneumatycznych.

Zakres badań:

• Opracowanie dokumentacji projektowej w systemach CAD 3D/2D, analizy CAE, opracowanie programów dla CAM.
• Badania doświadczalne z wykorzystaniem Wahadła Angielskiego:
  • pomiary szorstkości nawierzchni drogowych i chodników – asfalt, beton, itp.,
  • pomiary szorstkości/śliskości nawierzchni przemysłowych,
  • pomiary szorstkości/śliskości nawierzchni w budynkach/płytki ceramiczne, wykładziny PCV, itp.,
  • ocena stanu nawierzchni ze względu na możliwość wystąpienia poślizgu.
• Pomiar aktywności mięśniowej układu mięśniowego poprzez pomiar elektromiografii powierzchniowej z wykorzystaniem czterokanałowego aparatu EMG Noraxon.
• Badanie przechwytywania ruchu "Motion Capture" w warunkach rzeczywistych poza laboratorium z wykorzystaniem do 20 markerów z błędem bezwzględnym ok 3%.
• Pomiar parametrów prędkości i przyśpieszenia obiektów z układem jezdnym.
• Pomiar siły oporów ruchu oraz wyznaczanie współczynników oporów toczenia obiektów z układem jezdnym.
• Badanie siły napędowej mechanizmów roboczych.
• Kompleksowe projektowanie urządzeń rehabilitacyjnych wraz z weryfikującymi badaniami biomechanicznymi.
• Badania napędów rozdrabniaczy pod względem energochłonności.
• Testowanie układów hydraulicznych i pneumatycznych.
• Wyznaczanie charakterystyk elementów hydraulicznych i pneumatycznych.
• Projektowanie i badania symulacyjne układów hydraulicznych i pneumatycznych.
• Szkolenia z zakresu budowy i obsługi elementów oraz układów hydrauliki siłowej.
• Szkolenia z zakresu budowy i obsługi elementów oraz układów pneumatycznych.

Pracownia Systemów Generowania Energii i Napędu

Kierownik Pracowni: dr hab. inż. Jarosław Markowski, prof. PP
jaroslaw.markowski@put.poznan.pl

Pracownia zajmuje się tematyką związaną z przetwarzaniem różnych postaci energii na energię mechaniczną. W zakresie zainteresowań badawczych znajdują się silniki spalinowe tłokowe i turbinowe, ogniwa paliwowe oraz elektryczne zespoły napędowe we wszystkich obszarach ich wykorzystania, zespoły mechaniczne turbin wiatrowych, sprężarki oraz układy mieszane w ujęciu hybrydowym. Pracownia zajmuje się pracami projektowymi i eksploatacyjnymi w odniesieniu do wymienionych maszyn i systemów.

Zakres badań:

• Projektowanie i badania systemów generowania energii do napędu pojazdów drogowych i pozadrogowych, układów napędowych jednostek pływających i lotniczych układów napędowych.
• Projektowanie i dobór systemów siłowni spalinowo- elektrycznych zasilanych olejem napędowym, gazem ziemnym i biogazem.
• Badania eksploatacyjne systemów generowania energii.
• Badania eksploatacyjne układów napędowych statków powietrznych.

Pracownia Projektowania Pojazdów, Maszyn Rolniczych i Leśnych

Kierownik Pracowni: dr hab. inż. Grzegorz Ślaski, prof. PP
grzegorz.slaski@put.poznan.pl

Pracownia prowadzi prace badawcze i rozwojowe w obszarach związanych z badaniami symulacyjnymi oraz eksperymentalnymi pojazdów samochodowych oraz maszyn rolniczych i leśnych w obszarach związanych z kształtowaniem wytrzymałościowym ich konstrukcji oraz kształtowaniu właściwości funkcjonalnych w obszarach dynamiki ruchu oraz procesów roboczych. Dotychczas w tych obszarach pracownia współpracowała m.in. z Przemysłowym Instytutem Maszyn Rolniczych, producentem autobusów Solaris Bus & Coach i wieloma innymi.

Zakres badań:

1. Prace konstrukcyjne oraz badawcze w obszarze projektowania właściwości funkcjonalnych układów podwozi pojazdów:

•  ram - analiza w zakresie wytrzymałości doraźnej i zmęczeniowej, analiza sztywności,
• zawieszeń - dobór charakterystyk sztywności i tłumienia, dobór charakterystyk kinematycznych, ocena obciążeń dynamicznych,
•  układów hamulcowych - ustalenie wymagań funkcjonalnych, osiągów, charakterystyk elementów składowych - hamulców, korektora siły hamowania,
• kierowniczych - ustalenie wymagań funkcjonalnych, osiągów, charakterystyk elementów składowych - dobór kinematyki i przełożenia dynamicznego, charakterystyki układu wspomagania,
•  układów napędowych - ustalenie wymagań funkcjonalnych, wymaganych osiągów, charakterystyk elementów składowych - charakterystyki źródła napędu, przełożeń, itp.

2. Badania eksperymentalne i symulacyjne w zakresie dynamiki pojazdów samochodowych - opracowywanie metodyk badawczych, dobór czujników, interpretacja wyników badań w obszarach badania osiągów (prędkości, intensywność przyspieszania), właściwości funkcjonalnych (charakterystyki trakcyjne, dynamiczne, przyspieszeń, kierowalność i stateczność ruchu, zużycie energii, charakterystyki kinematyczne i dynamiczne zawieszeń - ocena komfortu i bezpieczeństwa jazdy, obliczanie obciążeń statycznych i dynamicznych w mechanizmach podwozi pojazdów i obciążających ramy i nadwozia.  Oferowane metody badawcze:

• symulacje kinematyczne i dynamiczne układów wielobryłowych (programy MSC ADAMS, NX Siemens),
• budowa modeli symulacyjnych w środowisku obliczeń inżynierskich Matlab, SciLab.

3. Badania eksperymentalne i symulacyjne w zakresie właściwości wytrzymałościowych konstrukcji nośnych i podzespołów mechanizmów podwozi pojazdów oraz układów roboczych i nośnych maszyn rolniczych i leśnych.  Ten obszar badawczy obejmuje:

• badania modelowe z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych -  budowa modeli oraz badania symulacyjne w obszarze: analiz statycznych liniowych i nieliniowych (utrata stateczności, energochłonność deformacji) z uwzględnieniem sprzężeń kontaktowych, spoin, zgrzein oraz połączeń rozłącznych; analiz dynamicznych; analiz modalnych.
• zaawansowana analiza zmęczeniowa struktur nośnych dla widm naprężeń uzyskiwanych w symulacjach oraz pomierzonych w warunkach operacyjnych:
  • ocena stacjonarności wyników pomiarów,
  • systematyzacja naprężeń metodami Range Pairs, Level Crossing oraz Rainflow,
  • redukcja asymetrycznych cykli naprężeń,
  • ocena trwałości zmęczeniowej z użyciem dwuparametrycznych charakterystyk zmęczeniowych oraz hipotez kumulacji naprężeń.

4. Symulacyjne i eksperymentalne badania funkcjonalne pojazdów oraz maszyn rolniczych i leśnych:

•  opracowywanie metodyk badawczych, dobór czujników, interpretacja wyników badań w obszarach :
  • badania osiągów - prędkości, intensywność przyspieszania, drogi hamowania,
  • właściwości funkcjonalnych - charakterystyki trakcyjne, dynamiczne, przyspieszeń, kierowalność i stateczność ruchu, zużycie energii, charakterystyki kinematyczne i dynamiczne zawieszeń (funkcje wzmocnienia, odpowiedzi częstotliwościowe) - ocena komfortu i bezpieczeństwa jazdy,
  •  obliczanie obciążeń statycznych i dynamicznych w mechanizmach podwozi pojazdów i obciążających ramy i nadwozia.  Oferowane metody badawcze:
    • symulacje kinematyczne i dynamiczne układów wielobryłowych (programy MSC ADAMS, NX Siemens),
    • budowa modeli symulacyjnych w środowisku obliczeń inżynierskich Matlab, SciLab.

5. Prace badawcze i rozwojowe w zakresie projektowania układów sterowania dynamiką pojazdów i maszyn rolniczych i leśnych oraz ich procesami roboczymi - modelowanie dynamiki pojazdów (wzdłużnej,  poprzecznej i pionowej), dobór kryteriów i wskaźników oceny, badania symulacyjne i stanowiskowe (prototypowanie) układów sterowania. Obszary dotychczas prowadzonych prac obejmują:

• analizę potrzeb i metod sterowania, syntezę algorytmów sterujących (w tym przetwarzanie sygnałów pomiarowych i wykonawczych) oraz ich implementację w wybranych środowiskach i sterownikach (LabView, Matlab/Simulink, Atmel, Arduino, Siemens LOGO!, sterowniki PLC),
• badania  z zastosowaniem metodyki Hardware in the Loop (sterownik w pętli z modelem dynamiki sterowanych podukładów).

Pracownia posiada kilkuletnie doświadczenie w projektowaniu sterowania zawieszeniami półaktywnymi (o zmiennym tłumieniu).

6. Kompleksowe projektowanie stanowisk badawczych do badań laboratoryjnych podukładów i podzespołów pojazdów, maszyn rolniczych i leśnych  - opracowanie koncepcji stanowiskowego symulowania obciążeń badanych podzespołów oraz dobór układów wykonawczych i czujników a także projektowanie układów sterowania stanowiskami. Dotychczas opracowane stanowiska badawcze obejmują stanowisko do dynamicznego hamulca układu napędowego z automatyczną skrzynią biegów, układu zawieszenia ćwiartki samochodu, układu symulacji obciążeń układu kierowniczego, i inne.
7. Badania symulacyjne Metodą Elementów Dyskretnych wpływu różnych czynników na procesy dozowania, transportu, rozdziału, kruszenia, rozdrabniania cięcia materiałów ziarnistych i innych płodów rolnych.
8. Badania i implementacja metod wizyjnych do wykrywania zanieczyszczeń, uszkodzonych elementów opakowań.  Metody bazują na rejestracji i analizie obrazu pochodzącego z kamery szybko klatkowej z układem doświetlającym.
9. Badania równomierności wysiewu  - badania wpływu zespołu dozującego i mieszadła na proces dozowania mieszanin ziarnistych.
10. Opiniowanie w zakresie teorii ruchu i zderzeń pojazdów na potrzeby sądu. Symulacje ruchu i zderzeń pojazdów, własne badania w zakresie dynamiki ruchu pojazdu.