Inżynieria mechaniczna

1. Opracowanie i analiza nowego rozwiązania przenośnika wibracyjnego przeznaczonego do precyzyjnego dozowania transportowanego materiału.

Promotor: dr hab. inż. Piotr Czubak
Promotor pomocniczy: dr inż. Łukasz Bednarski
Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy określenia wpływu  parametrów konstrukcyjnych nowego typu przenośnika wibracyjnego na proces transportu i zatrzymania nadawy oraz ich wpływ na wydajność przenośnika. Szczególnie istotne jest zbadanie zjawisk zachodzących w punkcie zatrzymania transportu z uwagi na potrzebę precyzyjnego dozowania transportowanego materiału w procesach przemysłowych.
Główny ciężar jakościowym pracy będzie analiza nowego zgłoszonego do opatentowania rozwiązanie przenośnika wibracyjnego służącego do transportu ze zmienną prędkością materiałów sypkich lub przedmiotów o niewielkich wymiarach, posiadającego możliwość natychmiastowego zatrzymania spływu nadawy, bez konieczności wyłączania napędu.
Dotychczas tego typu rozwiązania realizowane były przy użyciu drogich wymuszeń elektromagnetycznych. W niniejszej pracy będzie analizowany przenośnik który wzbudzany jest do drgań przy pomocy znacznie tańszego i często stosowanego elektrowibratora. W przemyśle nie stosowano dotąd tego typu rozwiązania do realizacji zatrzymania transportu przenośnika co jest bardzo istotne przy przerywanej pracy a zwłaszcza dozowaniu nadawy. Rozwiązanie to będzie dawało możliwość projektowanie tanich ciągów produkcyjnych w których przenośnik będzie realizował nie tylko ciągły transport. Zadaniem doktoranta będzie  określenie wpływu parametrów konstrukcyjnych na  dynamikę nowego rozwiązania przenośnika i określenie ich wpływu na założoną przydatność do precyzyjnego transportu i dozowania nadawy. Na podstawie otrzymanych wyników zostanie zbudowany rzeczywisty model przenośnika który będzie podstawą dalszych badań laboratoryjnych i w założeniu również przemysłowych. Efektem pracy będzie powstanie wytycznych pozwalających na projektowanie przenośników wg założonych wymagań.

Zaplecze badawcze: Zaplecze badawcze dostępne do realizacji projektu naukowego to bogate wyposażenie badawcze Katedry Mechaniki i Wibroakustyki AGH w szczególności  laboratorium naukowo badawcze wibrotechniki, które przeznaczone jest do prowadzenia prac badawczych z zakresu dynamiki maszyn wibracyjnych. Laboratorium umożliwia prowadzenie prac z zakresu modelowania teoretycznego procesów wibracyjnych, prowadzenia obliczeń numerycznych oraz weryfikacji wyników na stanowiskach badawczych. Laboratorium posiada 10 stanowisk doświadczalnych z których  4 są to stanowiska przeznaczone do badań przenośników wibracyjnych. Wyposażenie pomiarowe pozwala na pełną, dynamiczną  rejestrację prowadzonych eksperymentów. Dodatkowo w ramach doktoratu zostanie zbudowany model badawczy zgłoszonego do opatentowania przenośnika wibracyjnego.

Liczba miejsc: 2

 

2. Modelowanie konstrukcji i implementacja magazynów energii cieplnej i chłodu opartych o materiały zmiennofazowe

Promotor: prof. dr hab. inż. Tadeusz Uhl

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Centrum Energetyki AGH

Streszczenie: Efektywność energetyczna jest w chwili obecnej jednym z najważniejszych wskaźników decydujących o ocenie jakości funkcjonowania urządzeń i instalacji w których wytwarzana jest energia. Efektywność ta jest oceniania zarówno w odniesieniu do energii cieplnej (ciepła i chłodu) jak i energii elektrycznej. Proponowana praca dotyczy modelowania i implementacji magazynów energii cieplnej – chłodu i ciepła, z zastosowaniem materiałów zmienno fazowych. W magazynach tych wykorzystuje się zjawisko ciepła utajonego, ciepła przemiany fazowej (LHS), która zachodzi w stałej temperaturze. Prace prowadzone w ramach pracy doktorskiej będą dotyczyć przemiany fazowej; stan stały – stan ciekły, w której zmiana objętości nie przekracza 10%. Prace te prowadzone są kontynuacją projektów realizowanych dla firmy Wielton (w zakresie magazynowania chłodu), a dotyczące konstrukcji ściany chłodni o zwiększonej izolacyjności termicznej i eksploatowanej bez agregatu chłodniczego. W zakresie magazynowania energii cieplnej proponowane prace są kontynuacją projektów realizowanych z firmą Enetech w zakresie magazynowania ciepła, a dotyczące magazynowania ciepła w magazynach mobilnych. Problemem badawczym zaplanowanym do rozwiązania w ramach projektu jest problem zmiany izolacyjności materiału zmiennofazowego podczas przemiany fazowej, co zmienia warunki wymiany ciepła i utrudnia prawidłową pracę zarówno chłodni jak i mobilnego magazynu ciepła. Metodologia badań będzie polegała na zbudowaniu modeli numerycznych materiałów zmiennofazowych oraz badaniach doświadczalnych na stanowiskach badawczych. Proponowane rozwiązanie problemu to dodatki do materiału, które przeciwdziałają zestalaniu się materiału magazynującego energię, a tworzeniu granulatu i zawiesiny w płynnej fazie materiału, co przeciwdziała osadzaniu się na ściankach i zwiększaniu izolacyjności termicznej w przypadku magazynów ciepła. W przypadku magazynów chłodu, ze względu na aplikacje mobilną koniecznością jest obniżenie masy zaproponowanej ścianki.

Zaplecze badawcze: Centrum Energetyki AGH posiada laboratorium badania magazynów ciepła zarówno magazynowania ciepła jak i chłodu. Stanowisko badawcze do badania zjawiska magazynowania chłodu zbudowano w ramach projektu z firmą Wielton. Wyposażone jest ono w agregat chłodniczy i komorę o ściankach o dużej izolacyjności termicznej Jako 6 scianę na stanowisku montuje się badaną ściakę. Badania można prowadzić zgodnie z normą API. W laboratorium znajdują się różnego typu materiały zmiennofazowe, które będą wykorzystane do budowy ścianki do chłodni, planowanej w ramach projektu. Labolatorium wyposażone jest w aparaturę pomiarową do pomiarów temperatury w wielu punktach ściany lub w zbiorniku wraz z rejestratorem. Stanowisko badawcze do badania magazynowania ciepła jest demonstratorem zbudowanym jako demonstrator technologii w projekcie z firmą Innogy i Enetech. Jest ono wyposażone w układ pomiarowy do pomiarów temperatury oraz przepływu ciepła. Do modelowania materiałow zmiennofazowych oraz zjawiska magazynowania ciepła i chłodu będzie wykorzystane oprogramowanie COMSOL wraz odpowiednimi modułami do modelowania przemian fazowych, którego licencję posiada Centrum Energetyki. W ramach pracy doktorskiej prace będą finansowane z projektu finansowanego przez firmę WIELTON i firmę ENETECH.

Liczba miejsc: 1

 

3. Opracowanie i analiza nowego rozwiązania w systemach wbudowanych przeznaczonego do diagnostyki i sterowania pojazdami samochodowymi.

Promotor: dr hab. inż. Bartłomiej Borkowski

Promotor pomocniczy: dr inż. Paweł Pawlik

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy określenia wpływu zastosowania nowych rozwiązań
w systemach wbudowanych pokładowych urządzeń elektronicznych pojazdów samochodowych. Szczególnie istotne będzie zbadanie niezawodności i możliwości integracji nowych rozwiązań,
a także analiza możliwości rozszerzenia funkcjonalności dotychczas stosowanych rozwiązań
w zakresie diagnostyki oraz sterowania poszczególnymi procesami pracy pojazdów samochodowych.

Głównym ciężarem jakościowym pracy będzie zaproponowanie poprawy bezpieczeństwa przepływu informacji pomiędzy poszczególnymi modułami oraz przechowywania danych wrażliwych i kluczowych dla działania układu. Powszechnie używanie protokoły komunikacyjne nie korzystają z szyfrowania danych i posiadają jedynie podstawowe funkcje związane zabezpieczaniem transmisji, dodatkowo nie prowadzi się ogólnej i szczegółowej analizy z zakresu cyberbezpieczeństwa w coraz to nowszych rozwiązaniach. W niniejszej pracy podjęta będzie próba zaimplementowania mechanizmów zwiększających bezpieczeństwo transmisji danych. Rozwiązanie takie będzie konkurencyjne w przemyśle samochodowym.

Zadaniem doktoranta będzie określenie możliwości implementacji dodatkowych warstw aplikacji w istniejących rozwiązaniach, które podniosą poziom zabezpieczeń oraz przede wszystkim zaproponowanie: procedur w zakresie badania bezpieczeństwa sieci systemów wybudowanych, opracowanie zabezpieczeń istniejących rozwiązań oraz w ramach pracy powstaną wytyczne pomocne przy projektowaniu nowych rozwiązań wg. założonych wymagań.

Zaplecze badawcze: Zaplecze badawcze dostępne do realizacji projektu naukowego to bogate wyposażenie Katedry Mechaniki i Wibroakustyki AGH w szczególności laboratorium diagnostyki i systemów monitoringu, które predysponowane jest do prowadzenia prac z zakresu proponowanej tematyki.

Laboratorium umożliwia prowadzenie prac z zakresu modelowania teoretycznego, oraz rejestracji przetwarzania i dystrybucji danych. Ponadto Katedra Mechaniki i Wibroakustyki posada dwa serwery obliczeniowe i salę komputerową wyposażoną w 8 stanowisk, które wykorzystane mogą być do badań stabilności i bezpieczeństwa systemu sterowania. Dodatkowo laboratorium wyposażone jest w 15 zestawów mikrokomputerów. Testowanie gotowego rozwiązania przeprowadzić można w laboratorium silników spalinowych z którym promotor współpracuje od lat.

W ramach doktoratu zostanie zbudowany model badawczy proponowanego w temacie rozwiązania.

Liczba miejsc: 1

 

4. Zastosowanie algorytmów uczenia maszynowego do zwiększenia efektywności metod identyfikacji pęknięć w rurach w oparciu o teorię propagacji fal

Promotor: dr hab. inż. Bartłomiej Borkowski

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy określenia możliwości zastosowania nowych rozwiązań z zakresu sztucznej inteligencji w systemach diagnostyki rur. Szczególnie istotne będzie zbadanie możliwości integracji algorytmów uczenia maszynowego z istniejącymi rozwiązaniami, a także analiza możliwości rozszerzenia funkcjonalności dotychczas stosowanych rozwiązań w tym zakresie.

Znaczenie procesu diagnostyki przy eksploatacji rur najlepiej ukazuje przykład brytyjskiego BP p.l.c., który w dużej mierze przez zaniedbania w tym zakresie, doprowadził 20 kwietnia 2010 roku do wycieku ropy na platformie wiertniczej Deepwater Horizon. Głównymi konsekwencjami wycieku oraz towarzyszącej mu eksplozji, była katastrofa ekologiczna oraz śmierć jedenastu pracowników.

Głównym ciężarem jakościowym pracy będzie zaproponowanie wykorzystania sztucznej inteligencji do identyfikacji pęknięć przy różnych warunkach zewnętrznych pracy. Jest to szczególnie ważny aspekt ze względu na zmianę propagacji fali wewnątrz rur stalowych w zależności od tychże warunków. Powszechnie używanie systemy identyfikacji i klasyfikacji uszkodzeń rur nie wykorzystują wspomnianych mechanizmów.

W niniejszej pracy podjęta będzie próba zaimplementowania i przetestowania algorytmów uczenia maszynowego w diagnostyce z wykorzystaniem metod stykowych lub bezstykowych. Proponowane rozwiązanie takie będzie konkurencyjne w przemyśle diagnostycznym poprzez zautomatyzowanie procesu pozyskiwania i analizy dużych kolekcji danych.

Zadaniem doktoranta będzie określenie możliwości implementacji dodatkowych warstw aplikacji w istniejących rozwiązaniach, które przyśpieszą i poprawią wnioskowanie a zarazem pozwolą na predykcję uszkodzeń.

Zaplecze badawcze: Zaplecze badawcze dostępne do realizacji projektu naukowego to bogate wyposażenie Katedry Mechaniki i Wibroakustyki AGH w szczególności laboratorium diagnostyki i systemów monitoringu, które predysponowane jest do prowadzenia prac z zakresu proponowanej tematyki.

Laboratorium umożliwia prowadzenie prac z zakresu modelowania teoretycznego, oraz rejestracji przetwarzania i dystrybucji danych. Ponadto Katedra Mechaniki i Wibroakustyki posiada dwa serwery obliczeniowe i salę komputerową wyposażoną w 8 stanowisk, które wykorzystane mogą być do badań stabilności i szybkości działania systemu diagnostycznego. Dodatkowo laboratorium wyposażone jest w 15 zestawów mikrokomputerów. Testowanie gotowego rozwiązania przeprowadzić można w laboratorium diagnostyki technicznej oraz laboratorium firmy BFIRST.TECH z którą promotor współpracuje od lat. W laboratorium Katedry symulować można dowolne uszkodzenia badanych próbek, a w laboratorium BFIRST.TECH działanie systemu przetestowane zostanie w warunkach rzeczywistych.

W ramach doktoratu zostanie zbudowany model badawczy proponowanego w temacie rozwiązania.

Liczba miejsc: 1

 

5. Opracowanie nowej generacji sensorów emisji akustycznej wykorzystujących pełne pole falowe i metody filtracji przestrzennej

Promotor: dr hab. inż. Paweł Paćko, prof. AGH

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, laboratoria Centrum Energetyki

Streszczenie: Metody emisji akustycznej (AE) są szeroko stosowane do diagnostyki i monitorowania krytycznych konstrukcji od wielu lat. Podstawowym problemem spotykanym podczas pomiarów jest maskowanie sygnałów od uszkodzeń poprzez wielomodalne pole przemieszczeń, typowe dla fal prowadzonych. Szacuje się, że około 60% pomiarów AE jest bezużytecznych ze względu na brak możliwości separacji postaci fal o długościach (i prędkościach) innych niż zakładane przez operatora. Założeniem proponowanego zagadnienia jest opracowanie i wykorzystanie nowej generacji sensorów wieloprzetwornikowych do precyzyjnej detekcji i identyfikacji źródeł emisji akustycznej poprzez wykorzystanie metod filtracji przestrzennej oraz lokalizacji źródła bez znajomości własności materiałowych konstrukcji (brak konieczności przeprowadzania procedur kalibracji). Tematyka badawcza w tym zakresie związana jest z opracowaniem mikrosensorów piezoelektrycznych oraz ich integracja w kompletny moduł wieloprzetwornikowy o topologii umożliwiającej filtrację wybranych postaci fal oraz detekcję kierunku źródła. Częścią zagadnienia jest rozwój metod przetwarzania sygnałów pozyskanych z sensorów wieloprzetwornikowych umożliwiających dodatkową filtrację i usprawniających lokalizację i identyfikację źródła emisji akustycznej. Ponadto proponuje się zaprojektowanie i wykorzystanie metamateriałów sprężystych jak pasywnych elementów sensora (jako warstwy dopasowujące i otaczające sieć przetworników wewnątrz sensora) do celów selektywnej filtracji pożądanych postaci fal niosących informacje o uszkodzeniu.

Zaplecze badawcze: Jednostka dysponuje zapleczem merytorycznym, udokumentowanym publikacjami w wiodących czasopismach poświęconych propagacji fal sprężystych, projektowaniu sensorów, analizie zjawisk emisji akustycznej oraz ich lokalizacji. Promotor realizował dwa duże projekty finansowane z NCBiR oraz NCN, których tematyka była związania bezpośrednio z zagadnieniami emisji akustycznej (w tym nowego nieklasycznego podejścia do analizy zjawisk emisji akustycznej) oraz projektowaniu sensorów dla fal sprężystych. Ponadto promotor kierował dwoma projektami z NCBiR poświęconymi modelowaniu i projektowaniu urządzeń wykorzystujących fale sprężyste oraz jest kierownikiem projektu finansowanego przez NCN poświęconemu projektowaniu nieliniowych metamateriałów sprężystych. Jednostka posiada rozbudowane zaplecze badawcze umożliwiające pomiary charakterystyk dynamicznych sensorów, w tym analizatory impedancji oraz wibrometry laserowe (również sprzężone z systemami mikroskopowymi, umożliwiając analizę przetworników o niewielkich rozmiarach), a także profesjonalne, komercyjnie wykorzystywane systemy emisji akustycznej. Projekt naukowy realizowany będzie przy wsparciu finansowym i merytorycznym Urzędu Dozoru Technicznego w ramach klastra tematycznego Bezpieczeństwo Eksploatacji.

Liczba miejsc: 1

 

6. Zastosowanie technologii „digital twins” dla stanów dynamicznych do monitorowania urządzeń dźwigowych.

Promotor: dr hab. inż Krzysztof Mendrok

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, laboratoria Centrum Energetyki

Streszczenie: Doktorat będzie dotyczył opracowania procedury monitorowania urządzenia dźwigowego. Monitorowanie będzie miało na celu wykrywanie i lokalizację zmian strukturalnych, a także rejestrację obciążeń działających na wybrane elementy konstrukcyjne. Oba zadania będą realizowane siecią czujników akcelerometrycznych bądź tensometrycznych ewentualnie innych bezkontaktowych – badania na temat skuteczności zaproponowanych rozwiązań stanowić będą część doktoratu. Przewiduje się zastosowanie algorytmu niskoczęstotliwościowego, który zostanie wskazany w czasie badań. Należy zwrócić uwagę na fakt, że dźwig jest urządzeniem niestacjonarnym, zmienna masa i konfiguracja geometryczna w czasie pracy. Dodatkowo podczas remontów, napraw, czy przeinstalowywania, urządzenie jest często rozkładane i składane. Powoduje to pewne zmiany w jego dynamice. Dlatego algorytm monitorujący musi być wspomagany przez tzw. „twin structure”, czyli odpowiedni model obiektu. Model ten będzie dostrajany, po każdej reinstalacji dźwigu i będzie dostarczał danych referencyjnych dla różnych stanów pracy.

Zaplecze badawcze: Doktorat realizowany będzie w ramach współpracy z Urzędem Dozoru Technicznego. Tematyka pracy jak i sposób rozwiązania na bieżąco będzie konsultowany z wyżej wymienionym partnerem. UDT wskaże także promotora pomocniczego w pracy oraz zapewni obiekt badań, niezbędną dokumentację techniczną i sfinansuje zakup niezbędnej aparatury badawczej. Część prac będzie realizowana w Katedrze Robotyki i Mechatroniki WIMiR. Katedra posiada oprogramowanie do modelowania metodą elementów skończonych oraz do eksperymentalnej analizy modalnej jak również niezbędny sprzęt pomiarowy do tego typu badań.

Liczba miejsc: 1

7. Wpływ parametrów zawieszenia autobusu na możliwości optymalizacji jego konstrukcji.

Promotor: prof. dr hab. inż. Tadeusz Uhl

Promotor pomocniczy: dr inż. Dariusz Michalak

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Celem badań jest analiza możliwości optymalizacji i optymalizacja architektury pojazdu autobusowego (kategoria M3) (zmniejszenie masy, uproszczenie budowy, zmniejszenie energochłonności itd.) poprzez odpowiedni dobór konstrukcji parametrów układu jezdnego (takich, jak np. dobór amortyzatorów o innej lub i zmiennej aktywnie sterowanej sile tłumienia), minimalizujący obciążenia i cykle zmęczeniowe konstrukcji pojazdu przy zachowaniu pozostałych parametrów, jak właściwości trakcyjne czy komfort na podobnym poziomie. Prace będą miały charakter praktyczno-poznawczy.

Zaplecze badawcze: Katedra Robotyki i Mechatroniki posiada labolatorium badania drgań oraz analizy modalnej konstrukcji wyposażone w system przenośny do pomiarów i analizy drgań, unikalny system do analizy modalnej w postaci oprogramowania oraz dynamiczną maszynę wytrzymałościową do badań zmęczeniowych z komorą klimatyczną. Na wyposażeniu Katedry jest również oprogramowanie do symualcji zjawisk dynamicznych w konstrukcjach modelowanych za pomocą metody elemntów skończonych (MSC ADAMS, NASTRAN i MARK). W Katedrze są zatrudnieni pracownicy przeszkoleni do obsługi stanowisk pomiarowych.

Liczba miejsc: 1

 

8. Procedura obliczania trwałości zmęczeniowej lekkich autobusów miejskich z uwzględnieniem zmienności obciążeń eksploatacyjnych.

Promotor: prof. dr hab. inż. Wiesław Jerzy Staszewski

Promotor pomocniczy:

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Celem zaproponowanych prac jest stworzenie metodyki obliczania trwałości zmęczeniowej nowoczesnych i lekkich autobusów miejskich, z uwzględnieniem zmienności obciążeń. Prace będą miały charakter praktyczno-poznawczy. Opracowane rozwiązanie zostanie wdrożone jako procedura obliczeń wytrzymałościowych w firmie Solaris Bus & Coach S.A.

Zaplecze badawcze: Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie umożliwia przeprowadzenie badań naukowych w laboratoriach Katedry Robotyki i Mechatroniki, tj.: Laboratorium Dynamiki Strukturalnej oraz Laboratorium Badań Nieniszczących. Ponadto, dostępny sprzęt laboratoryjny to:

- Roboty skanujący przy pomocy wibrometru laserowego 3D SLDV -Polytec PSV400 Robovib 3D: pozwala na trój-wymiarową analizę propagacji pola falowego;

- Generatory oraz systemy akwizycji danych używane w przypadku fal ultradźwiękowych: EC Systems PAQ 16000D, Power amplifiers (EC Systems, FLC Electronics, TREK);

- Generatory oraz systemy akwizycji danych dla sygnałów cyfrowych (Agilent 33522A, Agilent DSO-X 3024A, PICO scopes, karty National Instrument, Spectrum);

- Kamery termowizyjne (FLIR Silver and FLIR SC8600);

- Maszyna zmęczeniowa Instron 8872 z komorą klimatyczną;

- Narzędzia do symulacji numerycznych (Ansys, COMSOL, rozwijany w katerze oprogramowanie cuLISA3D), oprogramowanie używane do analiz (MATLAB).

Solaris Bus & Coach S.A. oferuje bogate wyposażenie laboratoryjne w zakresie wytrzymałości materiałów oraz zaplecze badawcze związane z dynamiką pojazdów mechanicznych.

Liczba miejsc: 1

 

9. Analiza dynamiki jazdy kabin dźwigów elektrycznych w aspekcie modernizacji zbrojenia szybów i układów prowadzenia.

Promotor: prof. dr hab. inż. Jerzy Kwaśniewski

Promotor pomocniczy: dr inż. Szymon Molski

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Głównym celem powyższych badań jest wypracowanie metod ciągłych pomiarów dynamicznych sił oddziaływania kabin dźwigów elektrycznych na elementy zbrojenia szybowego i elementy prowadzenia liniowego kabin. Dane uzyskane w wyniku powyższych pomiarów mają posłużyć do przeprowadzenia analiz i obliczeń rzeczywistych obciążeń jakim poddawane są elementy zbrojenia szybu i układy prowadzenia liniowego kabin. Opracowanie wyżej wspomnianej metody i narzędzi wykonywania pomiarów jak i sposobu analizy uzyskanych wyników pozwoli w przyszłości na zaproponowanie nowych rozwiązań technicznych dla zbrojeń szybowych i układów prowadzenia kabin dźwigów. Powyższe działania pozwolą również na weryfikację rozwiązań konstrukcyjnych stosownych obecnie w przemyśle dźwigowym a co za tym idzie zaproponowanie innych, których zastosowanie skutkować będzie oszczędnościami materiałowymi i energetycznymi poprzez zmniejszeniem mas elementów konstrukcyjnych montowanych i poruszających się w szybach i windowych.

Zaplecze badawcze: Katedra dysponuje aparaturą umożliwiającą przeprowadzenie badań technicznych.

Liczba miejsc: 1

 

10. Wykorzystanie zaawansowanych algorytmów analizy danych dla optymalizacji procesów produkcyjnych w technologiach energetycznych.

Promotor: dr hab. inż. Marian Banaś, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Tomasz Janda

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie dotyczy problemu optymalizacji procesów technologicznych związanych z produkcją energii cieplnej i elektrycznej w kogeneracji, z wykorzystaniem zaawansowanych metod analizy danych (uczenie maszynowe, głębokie uczenie) i modelowania termodynamicznego. Tematyka obejmuje problem krótkoterminowego planowania pracy jednostek wytwórczych oraz współpracy z siecią ciepłowniczą, z wykorzystaniem modeli predykcyjnych do wyznaczania zapotrzebowania na ciepło. Algorytmy analizy danych umożliwiają weryfikacje scenariuszy produkcyjnych, kontrolę stanu pracy maszyn i urządzeń energetycznych w zakresie diagnostyki predyktywnej.

Zaplecze badawcze: Stanowiska komputerowe z oprogramowaniem do analizy i wizualizacji danych (R, Matlab, OriginLab) oraz oprogramowaniem do modelowania i analizy procesów termodynamicznych (Ebsilon) i modelowania CFD (Ansys Fluent, Star-CCM+, Code_Saturne)

Liczba miejsc: 1

 

11. Opracowanie hybrydowego silnika rakietowego z wykorzystaniem metod wytwarzania przyrostowego i analiza jego własności.

Promotor: dr hab. inż. Jacek Cieślik

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy opracowania technologii hybrydowego silnika rakietowego, który mógłby zostać zastosowany w małych satelitach. Szczególne istotne jest wykorzystanie technologii wytwarzania przyrostowego do optymalizacji konstrukcji. Głównymi problemami badawczymi będą projekt silnika, dobranie odpowiednich parametrów druku 3D, analiza jakości wykonania prototypu oraz zbadanie prototypu na hamowni w celu określenia osiągów i wydajności. Dotychczasowo stosowane silniki rakietowe do satelitów wykorzystują toksyczne materiały pędne, które uzyskują relatywnie małą wydajność. Wraz ze wzrostem zainteresowania małymi satelitami pojawia się zapotrzebowanie na kompaktowe i wydajne silniki zasilane ekologicznymi materiałami pędnymi. Efektem pracy będzie powstanie demonstratora technologii oraz zestawu wytycznych pozwalających na projektowanie tego typu silników.

Zaplecze badawcze: Zaplecze, które zostanie wykorzystane w badaniach obejmuje laboratoria Katedry Systemów Wytwarzania, sprzęt zgromadzony w laboratoriach KN AGH Space Systems oraz maszyny firmy Progresja SA. Katedra Systemów Wytwarzania dysponuje obrabiarkami i maszynami do obróbki mechanicznej, elektroerozyjnej, cięcia wodą, spawania metodami TIG oraz MIG/MAG, spawania laserowego. Posiadamy również laboratorium metrologii mechanicznej – pomiary długości i kąta, laboratorium do badania warstwy wierzchniej, drukarki 3D (łącznie 7 sztuk) w tym FDM i SLS. AGH Space Systems uzyskało dostęp do bogato opomiarowanej hamowni silników rakietowych, która może zostać wykorzystana do badania osiągów prototypu. Firma Progresja dysponuje maszynami do wytwarzania przyrostowego w technologii SLS/SLM (Renishaw AM400 oraz AM250), a także w LMD (HPFL IPG YLS-3000-CT). Zaplecze umożliwia użycie szerokiego spektrum materiałów, a także przeprowadzenie dogłębnej analizy jakościowej wykonanego spieku.

Liczba miejsc: 1

 

12. Konstrukcje ustrojów akustycznych z użyciem nowych technologii materiałowych oraz cyfrowych systemów sterowania.

Promotor: dr hab. inż. Tadeusz Kamisiński, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Artur Flach

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Z uwagi na wielofunkcyjność projektowanych i użytkowanych obecnie wnętrz kwalifikowanych akustycznie, wzrasta zapotrzebowanie na zaawansowane rozwiązania ustrojów akustycznych o zmiennych parametrach. Związane jest to z koniecznością dostosowania parametrów akustycznych wnętrza do bieżącej funkcji pomieszczenia. Osiągnięcie wymaganych parametrów jest możliwe poprzez odpowiedni dobór różnorakich ustrojów akustycznych: kotar wielowarstwowych o regulowanej powierzchni, komór pogłosowych o regulowanym stopniu otwarcia, rozpraszaczy o zmiennej geometrii, ustrojów rezonansowych. Dzięki zmianie parametrów tych elementów możliwe jest osiągnięcie żądanej akustyki pomieszczenia. Ustroje o zmiennej geometrii powalają na sterowanie ich parametrami w zależności od potrzeb wpływając na akustykę pomieszczenia. Zastosowanie systemu sterowania pozwala na automatyzację tego procesu, dzięki czemu możliwe jest dopasowanie akustyki wnętrza do różnych potrzeb. Podejmowane zadanie badawcze umożliwi opracowanie i wdrożenie takich ustrojów, które pozwolą połączyć właściwości ustrojów akustycznych o zmiennych parametrach z aktywnym cyfrowym systemem sterowania.

Zaplecze badawcze: komora pogłosowa z systemem do pomiarów chłonności akustycznej, komora pogłosowa z systemem do pomiarów współczynnika rozpraszania dźwięku, komora bezechowa z systemem do pomiarów struktur rozpraszającyh

Liczba miejsc: 1

13. Predykcja i modelowanie hałasu zaworowego amortyzatora we wnętrzu samochodu na podstawie pomiarów.

Promotor: dr hab. inż. Maciej Kłaczyński

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Producenci samochodów starają się ograniczać hałas każdego z komponentów do minimum. Powoduje to wzrost wymagań w tym zakresie dla producentów podzespołów. Amortyzator jak i pozostałe elementy zawieszenia stanowią istotny element generujący hałas. Jednakże elementy samochodu, takie jak silnik, skrzynia biegów oraz układ wydechowy są już dobrze rozpoznane i dopracowane pod względem emisji wibroakustycznej (hałas, drgania) i związanych z tym zabezpieczeń. Z tego powodu hałas zawieszenia (m.in. amortyzatora) bez maskowania staje się wyraźnie słyszalny. Dodatkowym mankamentem jest fakt, że amortyzator musi zostać dobrany do nadwozia na bardzo wczesnym etapie projektu pojazdu, co powoduje duże problemy w jego optymalizacji - w tym wibroakustycznej. Dlatego też, narzędzia, model i metodyka umożliwiająca pozyskanie podstawowych parametrów wibroakustycznych pojazdu, w krótkim czasie i użycie ich do optymalizacji wibroakustycznej amortyzatora jest kluczowa dla dobrego komfortu pojazdów. Dane zebrane z samochodu powinny posłużyć do zbudowania modelu umożliwiającego „odsłuchanie” amortyzatora, bazując na danych z testów stanowiskowych (metoda subiektywna). Kolejnym benefitem będzie wyznaczenie limitów parametrów amortyzatora (ciśnień, sił, przyśpieszeń na tłoczysku), które w danym nadwoziu będą mieścić się w limitach hałasu (tzw. parametry NHV) producentów samochodów. Określenie limitów parametrów wibroakustycznych amortyzatora bez weryfikacji na samochodzie ma bardzo istotny aspekt ekonomiczny. Obecnie wszyscy producenci amortyzatorów borykają się ze zwrotami od klienta, spośród których powyżej 50% stanowi hałas. Pozostałe zwroty wynikają z głównie z zanieczyszczeń oleju. Dodatkowo, poza reklamacjami, rezygnacja z dodatkowych sesji strojenia samochodu w celu określenia czy dany kod zaworowy jest głośny czy nie przyczynia się do redukcji kosztów wdrożenia.

Zaplecze badawcze: BWI Centrum Techniczne Kraków zajmuje się działalnością badawczo rozwojową w zakresie opracowywania nowych rozwiązań amortyzatorów. Ośrodek ten skupia się głownie na pasywnych amortyzatorach, ale również rozwija aktywne systemy. Posiadane kompetencje umożliwiają budowę oraz kompleksowe testy produktów zarówno na miejscu jak i u Klienta. TCK służy również jako centrum wspomagające fabryki zarówno od strony produktu jak i procesu produkcyjnego. Szeroko współpracuje z producentami samochodów. Firma BWI (Centrum Techniczne Kraków) dysponuje zapleczem technicznym umożliwiającym wytworzenie dowolnego prototypu amortyzatora - zarówno części mechanicznej jak i zaworowej. Posiada zaplecze badawcze w postaci urządzeń mechanicznych do badań charakterystyk oraz czystości amortyzatorów, a także urządzania hydrauliczne do pomiarów sił, drgań, hałasu itp. Na stanie firmy znajduje się też flota samochodów od różnych dostawców, w celu testowania nowatorskich rozwiązań oraz ulepszania produktów. Na wyposażeniu Katedry Mechaniki i Wibroakustyki AGH w Krakowie jest dostępna aparatura tj. analizatory, mikrofony, akcelerometry, wibrometry laserowe, sonda natężeniowa oraz oprogramowanie Siemens Simcenter (dawniej LMS) umożliwiające pomiary charakterystyk wibroakustycznych w tym zapisów binauralnych zarówno w warunkach laboratoryjnych jak i in situ (stanowiskach, samochodach).

Liczba miejsc: 1

14. Opracowanie metod kontroli  eksploatacyjnej zbrojenia szybowego z kompozytów.

Promotor: prof. dr hab. inż. Jerzy Kwaśniewski

Promotor pomocniczy: dr inż. Szymon Molski

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zastosowanie materiałów kompozytowych jako materiał na elementy zbrojenia szybowego może przynieść wiele korzyści technicznych i ekonomicznych. Do tej pory nie są to jednak materiały powszechnie stosowane w tej dziedzinie górnictwa. Z tego powodu brak jest metod i sposobów kontroli elementów z tych materiałów w przypadku ich zastosowania na elementy zbrojenia szybowego. Zasadniczym celem zagadnienia badawczego jest opracowanie takich metod. Na przykładzie wybranego zastosowania materiałów kompozytowych na elementy zbrojenia w szybie bądź szybiku zostaną przeprowadzone badania opisujące zachowanie się tych materiałów w kopalni na przestrzeni okresu realizacji tego zagadnienia badawczego. Badania takie będą się odbywały na próbkach materiałów znajdujących się w rzeczywistych warunkach w wyrobiskach górniczych. Prowadzone obserwacje i badania parametrów technicznych materiałów pozwolą na wypracowanie metod określania stanu przydatności elementów z kompozytów w funkcji czasu ich eksploatacji. Pozwoli to na upowszechnianie się zastosowania tych materiałów w górnictwie i zastępowanie nimi tradycyjnych materiałów jak stal czy drewno używane na elementy zbrojenia szybowego. Materiały kompozytowe mają wiele zalet w porównaniu do materiałów tradycyjnych. Przede wszystkim są odporne na korozję nie wymagają zabezpieczeń antykorozyjnych, są lekkie i równie wytrzymałe jak stalowe. Powszechne zastąpienie nimi materiałów tradycyjnych spowoduje obniżenie kosztów działalności kopalń a co za tym idzie podniesienie rentowności zakładów w przemyśle wydobywczym. Materiały kompozytowe dzięki efektom uzyskanym w trakcie realizacji wnioskowanego zagadnienia badawczego, będą mogły stać się powszechniej stosowane w górnictwie, podobnie jak to się stało w innych dziedzinach przemysłu.

Zaplecze badawcze: Katedra dysponuje aparaturą umożliwiającą przeprowadzenie badań technicznych.

Liczba miejsc: 1

15. Analiza właściwości biopolimerów konstrukcyjnych w aspekcie ich trwałości.

Promotor: dr hab. inż. Andrzej Młyniec

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Grupa tworzyw wytwarzanych ze źródeł odnawialnych z każdym rokiem, sukcesywnie zwiększa swój procentowy udział w produktach rożnych gałęzi przemysłu. Oprócz ewidentnej korzyści w postaci niezależności od podaży (dostępności) źródeł nieodnawialnych(kopalnianych) ogromna zaleta wspomnianych materiałów jest ich zdolność degradacji w warunkach naturalnych. Zastepowanie dotychczas szeroko stosowanych tworzyw sztucznych w branzy samochodowej materialami pochodzenia naturalnego jest nadal ograniczone przez restrykcyjne wymagania stawiane poszczegolnym komponentom. W szczegolnosci nalezy wspomniec o wymaganiach wytrzymalosciowych w krotkiej i dlugiej perspektywie czasowej. Proponowany temat pracy doktorskiej przewiduje opracowanie metodologii obliczeń numerycznych pozwalającej na określenie zachowania sie gotowych produktow zarowno w momencie ich wytworzenia (w kontekscie walidacyjnym) jak w rowniez w czasie cyklu zycia, rozciagnietego na okres od kilku do kilkunastu lat. Istotnym aspektem badan bedzie uwzglednienie procesow zachodzacych w czasie i ich wplywu na zmiane wlasciwosci mechanicznych omawianych materialow. Umiejetnosc dokladnego oszacowania wytrzymalosci doraznej , zmeczeniowej dla danego komponentu i biomaterialu pozwoli na wprowadzenie takiego rozwiazania technicznego do szerszej gamy produktow uzywanych w konstrukcji pojazdow. Opracowanie metodologii uzycia narzedzi komputerowego wspomagania inzynierii pozwalajacej na przewidywanie wytrzymalosci, trwalosci produktow wykonanych z biopolimerow niesie za soba ogromne korzyscie praktyczne, ktore zostana wdrozone do procesu projektowania produktow w firmie MERIT sp z o.o. Usprawnienie procesu projektowania pozwala na zwiekszenie konkurencyjnosci firmy poprzez wymierne oszczednosci wynikajace z braku koniecznosci wprowadzania kosztownych modyfikacji w pozniejszej fazie trwania projektu. Mozliwosci zastosowania zastapienia dotychczas uzywanych tworzyw biopolimerami nie sa obecnie narzucane poprzez legislacje, natomiast obserwujac trendy, zastosowanie takich materialow wydaje sie byc koniecznoscia w perspektywie kolejnych dekad. Rozwiązanie tego problemu badawczego zwiększy konkurencyjność firmy co finalnie może pozwolić na rozwój lokalnych firm zajmujących się biopolimerami konstrukcyjnymi.

Zaplecze badawcze: Centrum badawczo rozwojowe firmy Merit posiada doświadczenie oraz środki techniczne konieczne do tworzenia prototypow, ich weryfikacji oraz przeprowadzania badan czesci oraz materialow. Do wyposażenia laboratorium walidacyjnego należą między innymi: 14 komor klimatycznych, 3 komory termiczne do testowania wplywu skokowych zmian temperatury, Mikrotomograf rentgenowski, Komora bezodbiciowa, System wibracyjny , Komora kurzowa do testow IPx, Komora deszczowa do testow IPx, Stanowiska testowe do badan zmeczeniowych z ciaglym monitorowaniem.

Laboratorium materiałowe dostarcza mozliwosci uzycia: Skaningowego mikroskopu elektronowego SEM up to x100000, Spektrometr FT-IR , Termograwimetr TG2 (METTLER TOLEDO), Kalorymetr DSC (METTLER TOLEDO), Urzadzenie do pomiaru wskaznika szybkosci plyniecia polimerow (INSTRON). Prototypy moga byc wytworzone dzieki posiadaniu miedzy innymi tokarki, frezarki oraz drukarki 3D.

Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie posiada całe spektrum możliwości badawczych materiałów polimerowych. W kontekście planowanych badań najbardziej przydatne będą maszyny dynamiczne wyposażone w komory temperaturowe do pomiaru właściwości lepkosprężystych materiałów uwzględniając degradacje materiałów.

Liczba miejsc: 1

16. Opracowanie technologii detekcji uszkodzeń dla robota mobilnego do inspekcji pyłowych kotłów energetycznych.

Promotor: dr hab. inż. Tomasz Buratowski, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Aneta Pólkowska-Wicher

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze zakłada opracowanie, integrację ze strukturą elektromechaniczną oraz wdrożenie systemu detekcji uszkodzeń na robocie mobilnym. Głównym zadaniem robota jest inspekcja oraz czyszczenie pyłowych kotłów energetycznych. Niezbędna mobilność robota wymaga zaawansowanego systemu diagnostycznego, aby połączyć możliwość poruszania się w pionie po ferromagnetycznych ścianach kotła, zmaksymalizować wykorzystanie siły przyciągania magnetycznego, zaimplementować regulację siły przyciągania magnetycznego, umożliwić kontrolę nad modułem czyszczącym oraz zaimplementować algorytm lokalizacji robota w przestrzeni kotła.

Zaplecze badawcze: Laboratorium mobilnych robotów.

Liczba miejsc: 1

 

17. Opracowanie przenośnego systemu laserowo wzbudzanych ultradźwięków do prowadzenia badań eksploatacyjnychAnaliza sedymentologiczna turbidytów mułowych w Karpatach zewnętrznych

Promotor: prof. dr hab. inż. Tadeusz Stepinski

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, laboratoria Centrum Energetyki

Streszczenie: Postęp, który dokonał się w technologii produkcji laserów impulsowych pozwala na budowę urządzeń o niewielkich rozmiarach, wysokiej częstotliwości powtarzania impulsów mogących wzbudzać fale ultradźwiękowe. Pomiar tych fal może odbywać się z wykorzystaniem czułych, zbalansowanych interferometrów, przez co inspekcja może być prowadzona w sposób bezkontaktowy. Celem proponowanej pracy jest wykorzystania tej technologii do budowy kompaktowego skanera do prowadzenia badań eksploatacyjnych. Cel ten zostanie osiągnięty poprzez zaprojektowanie i wykonanie głowicy do laserowego wybudzania i odbioru ultradźwięków. Zaprojektowany będzie tor optyczny wykorzystujący światłowody do dostarczenia i pomiaru fal ultradźwiękowych.

Zaplecze badawcze: Tematyka laserowych ultradźwięków jest rozwijana w ramach projektu LIDER/15/0085/L-8/16/NCBR/2017, w ramach którego powstaje stacjonarne urządzenia do prowadzenia tego typu badań. Wstępne wyniki uzyskane w ramach tego projektu sugerują możliwość optymalizacji stanowiska do wersji przenośnej do wykorzystania w badaniach eksploatacyjnych. Proponowana praca realizowana będzie we współpracy i prze wsparciu Urzędu Dozoru Technicznego (UDT).

Liczba miejsc: 1

 

18. Elektromagnetyczna impulsowa termografia do wykrywania degradacji stali

Promotor: prof. dr hab. inż. Tadeusz Stepinski

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, laboratoria Centrum Energetyki

Streszczenie: Celem pracy jest opracowanie bezkontaktowej techniki opartej na kombinacji dwóch metod – metody indukcyjnej i termografii. Metoda indukcyjna służy do wzbudzenia prądów wirowych o dużej intensywności pod powierzchnią badanego materiału. Energia prądów wirowych wywołuje lokalne zmiany temperatury materiału zależne od lokalnej konduktancji elektrycznej materiału, która podlega zmianom ze względu na obecność mikropęknięć w materiale. Zmiany temperatury są monitorowane przy pomocy kamery wrażliwej na promieniowanie podczerwone. Zalety proponowanej metody to jej bezkontaktowy charakter, wysoka czułość na obecność mikropęknięć oraz fakt, że w odróżnieniu od klasycznej techniki wiroprądowej nie wymaga ona mechanicznego skanowania badanej powierzchni cewka czujnika.

Zaplecze badawcze: Tematyka badań nieniszczących była w ciągu ostatnich lat rozwijana u nas w ramach kilku projektów badawczych; ostatnio we współpracy z Tauronem konstruowany jest autonomiczny robot do testowania kotłów palenisk fluidalnych przy pomocy głowicy elektromagnetyczno-akustycznyej. W ramach projektu powstanie stanowisko do wykrywania mikropeknięć powstałych w wyniku zmęczenia próbek stalowych. Połączenie metody elektromagnetycznej i termografii jest rozwiązaniem nowatorskim, które stwarza nowe możliwości detekcji wad powstałych w rezultacie zmęczenia. Proponowana praca realizowana będzie we współpracy i prze wsparciu Urzędu Dozoru Technicznego (UDT).

Liczba miejsc: 1

 

19. Analiza i ewaluacja technik uczenia maszynowego do opracowanie nowych algorytmów kompresji danych cyfrowych sygnału audio

Promotor: dr hab. inż. Bartłomiej Borkowski

Katedra Mechaniki i Wibrakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy przeprowadzenia badań nad możliwościami stworzenia nowych algorytmów kompresji stratnej lub bezstratnej sygnałów cyfrowych audio poprzez analizę dotychczasowych rozwiązań w zakresie przetwarzania sygnałów oraz ewaluacji technik uczenia maszynowego do tego celu.

Głównym ciężarem jakościowym pracy będzie zaproponowanie nowego rozwiązania możliwego do zastosowania w procesie kompresji audio w celu poprawy jej parametrów takich jak transparentność, stopień kompresji, czy też złożoność obliczeniowa algorytmu poprzez zastosowanie metod uczenia maszynowego. Współczesne metody kompresji sygnałów audio stosują ręcznie dopasowane parametry przetwarzania sygnałów i modele psychoakustyczne, nie stosują modelów uzyskanych w procesie trenowania sieci neuronowych. W niniejszej pracy podjęta zostanie próba stworzenia rozwiązania którego własności będą udoskonalone poprzez zastosowanie tych sieci. Takie rozwiązanie zwiększy możliwości obecnych procesów przesyłu danych audio.

Zadaniem doktoranta będzie określenie możliwości implementacji nowych procesów przetwarzania sygnałów w obecnych systemach kompresjii sygnałów opartych o, między innymi, techniki uczenia maszynowego, a przede wszystkim zaproponowanie nowego systemu kompresjii którego możliwości zostaną zwiększone przez te techniki.

Zaplecze badawcze: Zaplecze badawcze dostępne do realizacji projektu naukowego to bogate wyposażenie Katedry Mechaniki i Wibroakustyki AGH w szczególności sale odsłuchowe oraz komputerowe, które predysponowane są do prowadzenia prac z zakresu proponowanej tematyki.

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki AGH posiada laboratoria wyposażone w urządzenia przystosowane do analizy sygnałów audio oraz sale przystosowane do odsłuchu takich sygnałów. Ponadto posiada sale komputerowe wyposażone w stanowiska komputerowe na których prowadzenie badań do tego projektu jest w pełni możliwe, a także serwery obliczeniowe pozwalające na szybkie przeprowadzenie obliczeń numerycznych wymaganych przez tę tematykę.

Przeprowadzenie testów odsłuchowych stworzonych w trakcje realizacji projektu sygnałów jest możliwe w salach odsłuchowych.

Liczba miejsc: 1

 

20. Opracowanie i integracja systemu sterowania robota mobilnego do inspekcji pyłowych kotłów energetycznych

Promotor: dr hab. inż. Tomasz Buratowski, prof. AGH

Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze zakłada opracowanie, integrację ze strukturą elektromechaniczną oraz wdrożenie systemu sterowania robota mobilnego. Głównym zadaniem robota jest inspekcja oraz czyszczenie pyłowych kotłów energetycznych. Niezbędna mobilność robota wymaga zaawansowanego systemu sterowania, aby połączyć możliwość poruszania się w pionie po ferromagnetycznych ścianach kotła, zmaksymalizować wykorzystanie siły przyciągania magnetycznego, zaimplementować regulację siły przyciągania magnetycznego, umożliwić kontrolę nad modułem czyszczącym oraz zaimplementować algorytm lokalizacji robota w przestrzeni kotła.

Zaplecze badawcze: Laboratorium SLAM, laboratorium mobilnych robotów, laboratorium napędów i sterowania.

Liczba miejsc: 1

 

21. Ocena degradacji materiału na poziomie mikrostruktury w oparciu o nieliniową propagację fal ultradźwiękowych

Promotor: prof. dr hab. inż. Wiesław Jerzy Staszewski

Drugi promotor: prof. dr hab. inż. Łukasz Madej

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, laboratoria Centrum Energetyki

Streszczenie: Elektrownie węglowe to blisko 70% mocy w bilansie energetycznym Polski. Niestety ponad trzy czwarte węglowych bloków energetycznych dawno przekroczyło projektowany czas eksploatacji. Częste awarie oraz nieplanowane przestoje stanowią poważne wyzwanie dla operatorów tych urządzeń oraz decydentów polityki energetycznej w kraju. Jednym z podstawowych problemów jest wczesne wykrywanie potencjalnych uszkodzeń bloków energetycznych.

Często degradacja materiału czy mikropęknięcia powstałe podczas użytkowania są niemożliwe do wykrycia przy użyciu klasycznych metod inspekcji. Najnowsze badania naukowe pokazują jednak znaczący wpływ lokalnej mikrostruktury materiału (np. rozmieszczenie faz materiałowych, obciążenie i zmęczenie cieplne, defekty strukturalne, plastyczność) na nieliniowe zjawiska propagacji fal sprężystych w zakresie ultradźwięków. Tematem proponowanych badań jest propagacji fal Lamba w zakresie wyższych harmonicznych oraz analiza modulacji fali ultradźwiękowej przez niskoczęstotliwościowe fale odkształceń (w zakresie modalnym). Celem tych badań jest analiza wpływu lokalnej mikrostruktury materiału (np. koncentracji naprężeni, plastyczności materiału, zmęczenia cieplnego) na nieliniowe zjawiska propagacji fal ultradźwiękowych. Badania interdyscyplinarne prowadzone będą we współpracy ze specjalistami inżynierii materiałowej. Analiza ta przyczyni się do opracowania nowych metod oceny degradacji materiału w zakresie badań nieniszczących.

Zaplecze badawcze: Prace badawcze będą realizowane we współpracy z Urzędem Dozoru Technicznego w dostępnych laboratoriach badań nieniszczących. Ponadto, UDT zapewnia dodatkowe finansowanie prowadzonych w ramach projektu badań.

Liczba miejsc: 1

 

22. Automatyzacja oceny stanu materiału z zastosowanie metody SPT

Promotor: prof. dr hab. inż. Tadeusz Uhl

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, laboratoria Centrum Energetyki

Streszczenie: Metoda Small Punch Test (SPT) jest stosunkowo nową, w energetyce, badania nieniszczącego stopnia degradacji materiału. Metoda jest stosowana do badania własności materiału w energetyce jądrowej. Polega ona na pobraniu za pomocą specjalnej procedury małej próbki materiału i przebadaniu tej próbki za pomocą dedykowanej metody. Wdrożenie metody wymaga jej walidacji dla obiektów, w których ma być zastosowana. Obecne tendencje rozwojowe metod diagnostycznych idą w kierunku ich automatyzacji i obiektywizacji. Można to osiągnąć poprzez zastosowanie metod sztucznej inteligencji, w tym uczenia maszynowego. W ramach pracy przeprowadzona zostanie walidacja metody SPT dla jednego wybranego materiału powszechnie wykorzystywanego w konstrukcjach maszyn energetycznych, przeprowadzona zostanie jej walidacja na bazie porównania wyników z wynikami metod niszczących stosowanych i uznawanych obecnie. Zbudowana zostanie baza danych z próbkami i ich cechami po badaniu, dla celów uczenia systemu rozpoznawania stopnia degradacji materiału. System rozpoznawania stopnia degradacji będzie oparty na sieciach neuronowych. W końcowej fazie pracy wykonana zostanie próba automatyzacji tych badań poprzez analizę możliwości zastosowania robota inspekcyjnego do pobierania próbek oraz sztucznej inteligencji do interpretacji osiąganych wyników. Prace będą wykonywane we współpracy z Urzędem Dozoru Technicznego (UDT) w laboratorium UDT zlokalizowanego na terenie Centrum Energetyki AGH.

Zaplecze badawcze: Projekt będzie realizowany we współpracy i finansowany w zakresie kosztów realizacji badań, bez stypendium, przez UDT.

W Centrum Energetyki AGH oraz w laboratorium UDT w CE AGH jest obecnie zamawiana nowa aparatura do realizacji testów SPT dla oceny degardacji materiałow poddawanych cyklicznym obciążeniom cieplnym, Stanowisko jest wyposażone w urządzenie do pobierania mikropróbek (SPUTT 500 TM), komorę termiczną oraz urządzenie do realizacji testów (ESTIM TM). Cały system jest skomputeryzowany dzięki czemu będzie możliwa automatyzacja procesu oceny materiału poprzez implementacje opracowanych w częsci badawczej algorytmów. Centrum Energetyki posiada również wysokorozdzielczą kamerę RGB oraz kamerę hiperspektralną do obserwacji testów oraz komputer do gromadzenia ich wynikow. Wyniki badania próbek będą zbierane do komputera znajdującego się na wyposażeniu laboratorium.

Liczba miejsc: 1

 

23. Opracowanie innowacyjnej technologii obróbki frezowaniem trudnoskrawalnych materiałów konstrukcyjnych z zastosowaniem metody HSM

Promotor: dr hab. inż. Jacek Cieślik, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Krzysztof Zagórski

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze obejmuje opracowanie technologii obróbki mechanicznej metodą frezowania metodą HSM, w tym:

  • badanie wpływu parametrów technologicznych na jakość powierzchni oraz na dokładność geometryczną wyrobu,

  • określenie wpływu frezowania współbieżnego i przeciwbieżnego,

  • określenie własności procesu frezowania metodą HSM,

  • ocenę trwałości narzędzia oraz maszyny,

  • badanie wpływu konstrukcji narzędzi na dobór parametrów frezowania
    i powierzchnię elementu,

  • opracowanie strategii obróbki frezowaniem materiałów trudnoskrawalnych,

  • określenie wpływu przygotowania półwyrobu na jakość końcowego wyrobu.

Dodatkowo student ma możliwość poznania podstawowych zasad poprawnego bazowania półwyrobu oraz walidacji dokładności wykonania wyrobu – poprzez wykorzystanie nowoczesnych, zaawansowanych narzędzi metrologicznych.

Efektem pracy będzie powstanie demonstratora technologii oraz zestawu wytycznych pozwalających na projektowanie procesów obróbki szybkościowej.

Zaplecze badawcze: Zaplecze, które zostanie wykorzystane w badaniach obejmuje laboratoria Katedry Systemów Wytwarzania oraz laboratoria Katedry Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn oraz Katedry Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji

Katedra Systemów Wytwarzania dysponuje obrabiarkami i maszynami do obróbki mechanicznej, elektroerozyjnej, cięcia wodą, spawania metodami TIG oraz MIG/MAG, spawania laserowego. Badania technologii HSM będą wykonywane przy użyciu zaawansowanego centrum obróbkowego CNC. Posiada laboratorium metrologii mechanicznej – pomiary długości i kąta, laboratorium do badania warstwy wierzchniej w tym pomiaru chropowatości i kształtu obrabianych powierzchni, pomiaru mikrotwardości, drukarki 3D (łącznie 7 sztuk) w tym FDM i SLS.

Liczba miejsc: 1

 

24. Opracowanie innowacyjnej technologii obróbki trudnoskrawalnych materiałów konstrukcyjnych z zastosowaniem procesu toczenia z dużymi prędkościami.

Promotor: dr hab. inż. Jacek Cieślik, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Krzysztof Zagórski

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze obejmuje opracowanie technologii obróbki mechanicznej metodą toczenia z dużymi prędkościami, w tym:

  • badanie wpływu parametrów technologicznych w procesie toczenia na jakość powierzchni oraz dokładność geometryczną wyrobu,

  • określenie własności procesu toczenia z dużymi prędkościami,

  • badania w celu zwiększenia trwałości narzędzi,

  • badanie wpływu konstrukcji narzędzi na dobór parametrów toczenia i powierzchnię elementu,

  • opracowanie strategii obróbki toczeniem materiałów trudnoskrawalnych,

  • określenie wpływu przygotowania półwyrobu na jakość końcowego wyrobu.

Dodatkowo student ma możliwość poznania podstawowych zasad poprawnego bazowania półwyrobu oraz walidacji dokładności wykonania wyrobu – poprzez wykorzystanie nowoczesnych, zaawansowanych narzędzi metrologicznych.

Efektem pracy będzie powstanie demonstratora technologii oraz zestawu wytycznych pozwalających na projektowanie procesów obróbki szybkościowej.

Zaplecze badawcze: Zaplecze, które zostanie wykorzystane w badaniach obejmuje laboratoria Katedry Systemów Wytwarzania oraz laboratoria Katedry Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn oraz Katedry Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji

Katedra Systemów Wytwarzania dysponuje obrabiarkami i maszynami do obróbki mechanicznej, elektroerozyjnej, cięcia wodą, spawania metodami TIG oraz MIG/MAG, spawania laserowego. Badania technologii HSM będą wykonywane przy użyciu zaawansowanego centrum obróbkowego CNC. Posiada laboratorium metrologii mechanicznej – pomiary długości i kąta, laboratorium do badania warstwy wierzchniej w tym pomiaru chropowatości i kształtu obrabianych powierzchni, pomiaru mikrotwardości, drukarki 3D (łącznie 7 sztuk) w tym FDM i SLS.

Liczba miejsc: 1

 

25. Opracowanie innowacyjnej technologii i wytwarzanie elementów mechanicznych o właściwościach metamateriałów metodami druku 3D.

Promotor: dr hab. inż. Jacek Cieślik, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Piotr Dudek

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze obejmuje opracowanie nowych struktur możliwych do wytwarzania metodami druku 3D charakteryzujących się właściwościami metamateriałów, w tym:

  • badania możliwości wytwarzania skomplikowanych struktur geometrycznych, ich optymalizacji topologicznej, charakteryzujących sie właściwościami metamateriałów, w tym np. negatywnym współczynnikiem Poisson’a czy kontrolowaną deforamacją i odkształceniem pod wpływem sił zewnetrznych,

  • modelowanie struktur metodami numerycznymi, MES,

  • modelowanie i badanie struktur pochłaniających energię uderzenia,

Dodatkowo student ma możliwość poznania narzędzi modelowania geometrycznego, narzędzi analizy wytrzymałościowej i metod MES, technologii wytwarzania przyrostowego oraz nowoczesnych narzędzi metrologicznych.

Efektem pracy będą metodyka i narzędzia do generowania struktur geometrycznych oferujących określone właściwości mechaniczne o cechach metamateriałów.

Zaplecze badawcze: Zaplecze które zostanie wykorzystane w badaniach obejmuje laboratoria Katedry Systemów Wytwarzania oraz laboratoria Katedry Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn oraz Katedry Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji. KSW dysponuje odpowiednim parkiem maszynowym, obejmującym drukarki 3D (metodami SLS, FDM, 3DP i SLA). Katedra posiada w wyposażeniu narzędzia metrologiczne jak i skanery 3D umożliwiające pomiar wymiarów geometrycznych.

Liczba miejsc: 1

 

26. Ocena cech powierzchni po kształtowaniu przyrostowym metodą profilową i topograficzną

Promotor: dr hab. inż. Jacek Cieślik, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Damian Dzienniak

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy opracowania metody oceny cech powierzchni materiałów polimerowych domieszkiwanych włóknami węglowymi, typu Nanocarbon, po drukowaniu 3d metodą FDM. Z uwagi na specyficzną teksturę i stopień izotropii istotny jest odpowiedni dobór parametrów charakteryzujących nierówności powierzchni.

Realizacja tego celu jest wieloetapowa i obejmuje:

  • wykonanie eksperymentu technologicznego, polegającego na wydrukowaniu próbek z badanego kompozytu dla określonych w planie pracy parametrów opisujących proces kształtowania;

  • dobór parametrów wykorzystywanych do opisu cech chropowatości i stereometrycznych;

  • wykonanie pomiarów na trzech przyrządach do pomiarów chropowatości i topografii powierzchni (TOPO IZTW, Formtracer SVC 4500 H4 Mitutoyo, MarSurf PS Mahr) i wyznaczanie wartości parametrów;

  • analiza porównawcza parametrów przez wizualizację radarową i wyznaczenie stopnia korelacji;

  • opracowanie sposobu wieloaspektowej oceny powierzchni na podstawie optymalnego zestawu parametrów.

Efektem końcowym pracy ma być wskazanie takiego zestawu parametrów reprezentujących cechy powierzchni, który posiada znaczenie technologiczne.

Zaplecze badawcze: Zaplecze które zostanie wykorzystane w badaniach obejmuje laboratoria Katedry Systemów Wytwarzania oraz laboratoria Katedry Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn oraz Katedry Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji. KSW dysponuje odpowiednim parkiem maszynowym, obejmującym drukarki 3D (metodami SLS, FDM, 3DP i SLA). Katedra posiada w wyposażeniu narzędzia metrologiczne jak i skanery 3D umożliwiające pomiar wymiarów geometrycznych.

Liczba miejsc: 1

 

27. Wpływ warunków akustycznych na rozwój emocjonalny i umysłowy dziecka

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Kleczkowski

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Badania przeprowadzone na świecie wykazują wyraźny wpływ otoczenia akustycznego na rozwój dziecka, w szczególności stwierdzono negatywny wpływ hałasu na tempo przyswajania nowych słów. U dzieci, które są wystawione na wysoki poziom hałasu przebywając w domu, zaobserwowano o 28% więcej objawów nadpobudliwości. Średni poziom ciśnienia akustycznego w szkołach wynosi od 80 do 90dB, a podczas przerw może przekraczać 100dB. W ramach planowanych badań analizowane będą nie opublikowane dotąd w literaturze naukowej aspekty tego zagadnienia, w szczególności elementy, które mogą korzystnie wpływać na rozwój dziecka. Zagadnienie wymaga przeprowadzenia obszernego badania epidemiologicznego. W ramach badania analizowane będą szczegółowo wszystkie aspekty warunków akustycznych w jakich wychowywało się dziecko: rodzaje hałasu, poziomy hałasu, charakter otoczenia akustycznego, ilość i rodzaj słuchanej muzyki oraz inne czynniki. Czynniki te będą porównywane ze wskaźnikami rozwoju na podstawie testów i charakterystyki opisowej dziecka. Kandydat powinien mieć możliwość zorganizowania dostępu do wybranych przedszkoli ewentualnie młodszych klas szkół i uzyskać odpowiednie zgody celem przeprowadzenie badań wybranych kohort.

Zaplecze badawcze: Katedra Mechaniki i Wibroakustyki posiada sprzęt do pomiarów hałasu w obiektach przedszkolnych i szkolnych objętych badaniem.

Liczba miejsc: 1

 

28. Poprawa właściwości systemów nagłośnieniowych przez zastosowanie zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Kleczkowski

Promotor pomocniczy: dr Marek Pluta

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: W tradycyjnych rozwiązaniach właściwości systemów nagłośnieniowych zależą w głównej mierze od cech i parametrów ich fizycznych elementów. Z czasem, dodatkowym czynnikiem kształtującym te właściwości stały się również elementy odpowiedzialne za przetwarzanie sygnałów. Ich możliwości, początkowo niewielkie, rosną w bardzo szybkim tempie. Lawinowy wzrost mocy obliczeniowej przy malejącym zapotrzebowaniu na energię i postępującej miniaturyzacji jednostek obliczeniowych, pozwala obecnie na wprowadzenie do systemów nagłośnieniowych zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów, wykorzystujących wiedzę z zakresu budowy i działania samych przetworników, jak również wiedzę z zakresu psychoakustyki i szerzej – percepcji dźwięku przez człowieka. Tym samym możliwa jest poprawa właściwości systemów nagłośnieniowych w szerokim spektrum zastosowań, w tym kontroli zachowania przetworników [1,2] oraz kształtowania pola akustycznego [3]. Badania skoncentrują się na wskazaniu obszarów, w których zastosowanie cyfrowego przetwarzania sygnałów przyniesie znaczącą poprawę właściwości systemu oraz na zaproponowaniu i implementacji odpowiednich algorytmów.

Bibliografia

[1] Rumsey F, DSP in Loudspeakers, J. Audio Eng. Soc, [Internet] 56 (3)1/2, 2008, 65–72,. Available from: www.aes.org/e-lib/browse.cfm 

[2] Sinev D, Low-Complexity Non-Linear Loudspeaker Protection, In: Audio Engineering Society Convention 145. 2018. Available from: www.aes.org/e-lib/browse.cfm

[3] Furstoss M., Thenail D., Galland M.A., Surface Impedance Control for Sound Absorption: Direct and Hybrid Passive/Active Strategies, J. Sound Vib., 203 (3)2, 1997, pp. 219–236

Zaplecze badawcze: Katedra posiada układ uruchomieniowy z procesorem sygnałowym i zestaw odpowiednich przetworników oraz potrzebny sprzęt i oprogramowanie komputerowe.

Liczba miejsc: 1

29. Analiza czynników towarzyszących rejestracji i reprodukcji muzyki, determinujących subiektywnie postrzeganą głośność wynikowego materiału muzycznego

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Kleczkowski

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Od wielu lat w technice realizacji nagrań dźwiękowych subiektywna głośność jest uważana za kluczowy parametr, stwierdzono bowiem preferencję słuchaczy dla głośniej brzmiących nagrań. Zwiększanie głośności realizowane jest głównie za pomocą technik kompresji dynamicznej, której intensywne stosowanie ma wiele wad. Celem pracy jest analiza wpływu wielu czynników na subiektywne odczucie głośności. Badanymi czynnikami będą: dobór i umiejscowienie mikrofonów, dobór i stopień wysterowania przedwzmacniaczy mikrofonowych, analiza zniekształceń dźwięku podczas rejestracji na taśmie magnetofonowej i analiza ich wpływu, korekcja barwy dźwięku, kompresja dynamiczna, kompresja pasmowa, nasycenie harmonicznymi dźwięku, sztuczny pogłos, wpływ zniekształceń nieharmonicznych.

Zaplecze badawcze: Katedra Mechaniki i Wibroakustyki posiada oprogramowanie i urządzenia studyjne potrzebne do realizacji materiałów testowych oraz najwyższej jakości słuchawki i zestawy głośnikowe do prowadzenia badań odsłuchowych.

Liczba miejsc: 1

 

30. Podstawy innowacyjnej technologii odtwarzania dźwięku z wysoką jakością za pomocą płaskich paneli głośnikowych

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Kleczkowski

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Płaskie panele głośnikowe posiadają unikalne, nie spotykane w innych technologiach budowy głośników zalety: bardzo szeroki kąt promieniowania – prawie równomierny rozkład ciśnienia akustycznego w półsferze przed głośnikiem krótki, czas odpowiedzi impulsowej i szerokie pasmo częstotliwości. Ich wadą jest nierównomierna charakterystyka częstotliwościowa, wymagająca w dodatku złożonych technik pomiaru. Przy pomocy cyfrowej kompensacji charakterystyki częstotliwościowej można znacznie podnieść subiektywną jakość odtwarzanego dźwięku, szczególnie jej aspekty przestrzenne, w których ta technika osiąga subiektywne oceny lepsze od najlepszych zestawów głośników budowanych w tradycyjnych technologiach. Przedmiotem badań w pierwszym etapie będzie szczegółowa analiza charakterystyk kierunkowych promieniowania i opracowanie odpowiedniej metody tworzenia charakterystyki wypadkowej, na podstawie której można tworzyć odpowiednie cyfrowe filtry korekcyjne. W drugim etapie zostaną zaprojektowane i przetestowane cyfrowe filtry korekcyjne pojedynczych egzemplarzy głośników. W trzecim etapie przeprowadzone zostaną subiektywne odsłuchowe testy porównawcze zestawów głośnikowych w technice głośnika dynamicznego oraz płaskich paneli, w stereofonicznym odtwarzaniu dźwięku.

Zaplecze badawcze: Katedra Mechaniki i Wibroakustyki posiada zestaw płaskich paneli głośnikowych oraz posiada unikalne warunki i aparaturę do prowadzenia wszelkich pomiarów charakterystyk częstotliwościowych głośników z unikalną precyzją.

Liczba miejsc: 1

 

31. Słuchowe testy porównawcze przestrzennych systemów odtwarzania dźwięku z wysoką jakością za pomocą płaskich paneli głośnikowych

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Kleczkowski

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Płaskie panele głośnikowe posiadają unikalne, nie spotykane w innych technologiach budowy głośników zalety. Zalety te są szczególnie przydatne w systemach odtwarzania dźwięku przestrzennego. Ich wadą jest nierównomierna charakterystyka częstotliwościowa. Przy pomocy cyfrowej kompensacji charakterystyki częstotliwościowej można znacznie podnieść subiektywną jakość odtwarzanego dźwięku, szczególnie jej aspekty przestrzenne. Przedmiotem będzie szeroka analiza porównawcza subiektywnych wrażeń słuchowych przy odtwarzaniu dźwięku za pomocą wysokiej jakości monitorów odsłuchowych w technologii głośników dynamicznych i za pomocą płaskich paneli głośnikowych. Porównywane będzie odtwarzanie dźwięku w dwóch podstawowych technikach przestrzennych: surround 5.1 i Auro 9.1. w różnych konfiguracjach i warunkach akustycznych pomieszczeń.

Zaplecze badawcze: Katedra Mechaniki i Wibroakustyki posiada zestaw płaskich paneli głośnikowych, wysokiej jakości monitory odsłuchowe w technologii głośników dynamicznych oraz posiada unikalne warunki i aparaturę do prowadzenia wszelkich pomiarów charakterystyk częstotliwościowych głośników z unikalną precyzją.

Liczba miejsc: 1

 

32. Badanie wpływu podstawowych fizycznych parametrów dźwięku na percepcję przestrzeni w nagraniach dźwiękowych

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Kleczkowski

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Sztuczne kreowanie przestrzeni nagrania dźwiękowego jest kluczowym elementem współczesnej technologii produkcji nagrań dźwiękowych. Istnieje wiele technologii przetwarzania sygnałów i praktycznych technik realizatorskich za pomocą których tworzy się poczucie przestrzeni. Zagadnienie to jest jednak w bardzo nikłym stopniu zbadane. Podstawowe zagadnienie badawcze które jak dotąd nie doczekało się żadnej odpowiedzi jest następujące: jaka jest zależność między fizycznymi parametrami dźwięku i subiektywnym odczuciem przestrzeni? Właściwe zbadanie tego zagadnienia wymaga przeprowadzenia licznych badań słuchowych przy odtwarzaniu dźwięku z wyeliminowaniem pola akustycznego pomieszczenia, czyli za pomocą słuchawek, oraz z jego udziałem, czyli za pomocą głośników. Kluczowe będzie przygotowanie odpowiednich sygnałów testowych nagranych przy pomocy mikrofonu ambisonicznego wyższego rzędu, a także sygnałów wygenerowanych sztucznie przy pomocy technik przetwarzania sygnałów.

Zaplecze badawcze: Katedra Mechaniki i Wibroakustyki będzie wkrótce posiadać unikalny w skali kraju mikrofon ambisoniczny 4-rzędu do nagrań przestrzennych, a także najwyższej klasy słuchawki i monitory odsłuchowe.

Liczba miejsc: 1

 

33. Identyfikacja zjawisk falowych w ograniczonych ośrodkach sprężystych

Promotor: dr hab. inż. Andrzej Klepka prof. AGH

Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Głównym calem proponowanej pracy doktorskiej sa prace nad propagacją fal w ośrodkach sprężystych ograniczonych geometrycznie. Założeniem jest, że ośrodkiem propagacji jest ciecz, zamknięta w zbiorniku (rurze) wykonanym z materiałów metalicznych lub tworzyw sztucznych. Efektem prac będzie opracowanie metody umożliwiającej identyfikację i charakteryzację efektów wynikających zaburzeń pola propagacji powodowanych np. przez nieciągłość ośrodka ograniczającego medium propagacji.

Zaplecze badawcze: Jednostka dysponuje zapleczem badawczym do prowadzenia prac w zakresie tematyki pracy doktorskiej. Dostępna jest aparatura pomiarowa (vibrometry laserowe wraz oprogramowaniem, czujniki pomiarowe ciśnienia, urządzenia wzbudzające, systemy akwizycji sygnałów, wzmacniacze, przetworniki piezoelektryczne). Dostępne są stanowiska badawcze: laboratoryjne znajdujące się w Katedrze Robotyki i Mechatroniki oraz terenowe na terenie Miejskiego przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji. Istnieje możliwość dodatkowego finansowania prac badawczych w ramach współpracy z partnerem przemysłowym

Liczba miejsc: 1

 

34. Identyfikacja i charakteryzacja rezonansów lokalnych w ośrodkach niejednorodnych

Promotor: dr hab. inż. Andrzej Klepka prof. AGH

Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Głównym calem proponowanych prac jest identyfikacja mechanizmów rezonansu lokalnego w ośrodkach niejednorodnych z nieciągłościami. Obecny stan wiedzy wskazuje, że zjawisko to można wykorzystać w celu lokalizacji i detekcji uszkodzeń. Badane będą aspekty morfologii i lokalizacji nieciągłości, zjawisk kontaktu oraz rozkładu pola temperatury będącego efektem nieciągłości. Opracowana w ramach pracy doktorskiej metoda identyfikacji rezonansów lokalnych umożliwi selektywne wzbudzanie struktur z częstotliwościami odpowiadającymi zjawiskom rezonansu lokalnego dzięki czemu możliwe będzie oszacowanie integralności struktury.

Zaplecze badawcze: Jednostka dysponuje zapleczem badawczym do prowadzenia prac w zakresie tematyki pracy doktorskiej. Dostępna jest aparatura pomiarowa (vibrometry laserowe wraz oprogramowaniem, czujniki pomiarowe, systemy akwizycji sygnałów, wzmacniacze, przetworniki piezoelektryczne). Doktorant będzie realizował prace badawcze w ramach projektu OPUS15 otrzymując dodatkowe comiesięczne wynagrodzenie w kwocie około 3000PLN/netto przez okres 2 lat.

Liczba miejsc: 2

 

35. Zastosowanie metod wizyjnych do diagnostyki struktur anatomicznych stawu kolanowego w oparciu o obrazy MRI

Promotor: dr hab. inż. Piotr Kohut

Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Cel obejmuje rozwinięcie i opracowanie nowych algorytmów pozwalających na ocenę zmian jakie obserwuje się na obrazach MRI w przypadku uszkodzeń najbardziej istotnych struktur stawu kolanowego: łąkotek i więzadła krzyżowego przedniego. Analiza zostanie oparta na zweryfikowanym zbiorze obrazów radiologicznych. Na tej podstawie możliwe będzie opracowanie i ocena dokładności oraz skuteczności nowych algorytmów analizy obrazów, co wzbogaci w znaczny sposób dotychczasową wiedzę w zakresie istniejących metod przetwarzania i analizy obrazów MRI. Automatyczna ocena skomplikowanych struktur stawu kolanowego na podstawie obrazów medycznych jest podejściem nowatorskim, a możliwość weryfikacji przez lekarzy radiologów pozwali na obiektywną ocenę uzyskanych wyników.

Zaplecze badawcze: Możliwość realizacji zagadnienia badawczego w ramach konkursu OPUS17 ( projekt złożony do Narodowego Centrum Nauki w czerwcu 2019 r. - aktualnie w trakcie procedury oceny) .

Liczba miejsc: 1

 

36 Opracowanie nowych metod oceny i minimalizacji niepewności pomiarowej dla wizyjnych systemów pomiarowych.

Promotor: dr hab. inż. Piotr Kohut

Promotor pomocniczy: dr inż. Krzysztof Holak

Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Celem naukowym jest opracowanie modelu matematycznego umożliwiającego ocenę oraz minimalizację niepewności pomiarów realizowanych z zastosowaniem (pasywnych i aktywnych) technik pomiarów wizyjnych.

Zadnia badawcze obejmować będą identyfikację czynników, które wpływają na wartość niepewności pomiarów realizowanych z zastosowaniem metod bezstykowych, sposób matematycznego opisu tych wpływów oraz wykorzystanie zdobytych informacji w celu dokładnego wyznaczenia wartości niepewności pomiarowej i ewentualnego jej zmniejszenia. Identyfikacja czynników wpływających na niepewność pomiarów bezstykowych zostanie przeprowadzona poprzez wykonanie cyklu eksperymentów polegających na pomiarach wzorców reprezentujących podstawowe wielkości i zależności geometryczne oraz pomiarach elementów, które w codziennej praktyce są mierzone z zastosowaniem rozpatrywanych systemów pomiarowych. Eksperymenty te zostaną wykonane na stanowiskach badawczych, umożliwiających zmianę warunków pomiarowych (takich jak np. oświetlenie, temperatura, drgania mechaniczne) i obserwację wpływu tych zmian na wartości niepewności realizowanych pomiarów. Analiza wyników tych pomiarów (przeprowadzona z zastosowaniem nowatorskich metod statystycznych oraz numerycznych) pozwoli na wyznaczenie w sposób ilościowy wpływu poszczególnych czynników na wartość niepewności pomiaru, co w dalszych etapach projektu przyczyni się do opracowania modelu matematycznego niepewności pomiarów bezstykowych oraz opracowania metod jej oceny i minimalizacji. Poprawność funkcjonowania opracowanych metod zostanie następnie sprawdzona poprzez porównanie wyników pomiarów realizowanych zgodnie z ich zaleceniami z wynikami pomiarów realizowanych na Współrzędnościowej Maszynie Pomiarowej o podwyższonej precyzji oraz na nadążnych systemach laserowych typu LaserTracker

Zaplecze badawcze: Możliwość realizacji zagadnienia badawczego w ramach konkursu OPUS18 ( Projekt zostanie złożony do Narodowego Centrum Nauki w grudniu 2019 r. )

Katedra Robotyki i Mechatroniki zapewnia zaplecze sprzętowo-programowe do realizacji zagadnienia badawczego (m.in szybkie kamery cyfrowe, profesjonalne aparaty cyfrowe , skaner 3D, oprogramowanie do analizy ruchu 2D/3D ).

Liczba miejsc: 1

 

37. Modelowanie wybranych elementów hydrauliki siłowej w maszynach górniczych w aspekcie niezawodności i bezpieczeństwa.

Promotor: dr hab. inż. Krzysztof Kotwica

Promotor pomocniczy: dr inż. Grzegorz Stopka

Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: W ramach zagadnienia badawczego związanego z modelowaniem wybranych elementów hydrauliki siłowej w maszynach górniczych w aspekcie niezawodności i bezpieczeństwa, na podstawie analizy istniejących rozwiązań opracowane zostaną koncepcje i modele wirtualne wybranych elementów hydrauliki siłowej w maszynach górniczych. Modele te zostaną przebadane z wykorzystaniem zaawansowanych programów komputerowych i porównane z istniejącymi rozwiązaniami w kwestii ich zastosowania przede wszystkim w zmechanizowanych obudowach ścianowych pracujących w pokładach tąpiących, dla zapewnienia niezawodności i bezpieczeństwa ich pracy. Wytypowane nowe rozwiązania zostaną wykonane oraz zweryfikowane na specjalistycznych stanowiskach badawczych. W ramach planowanych projektów badawczych będzie istniała także możliwość sprawdzenia skuteczności działania opracowanych rozwiązań w warunkach przemysłowych.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu jest w posiadaniu specjalistycznych programów komputerowych (ANSYS LSDYNA, MES, DEM, INVENTOR) pozwalających na przeprowadzenie modelowania i badań symulacyjnych nowoopracowanych rozwiązań elementów hydrauliki siłowej maszyn górniczych. Rozwiązania te mogą zostać zweryfikowane na specjalistycznych stanowiskach laboratoryjnych będących w posiadaniu Katedry – stanowisko do badania bloków zaworowych stojaków hydraulicznych. Tematyka zagadnienia badawczego będzie możliwa do realizacji w ramach przygotowywanego do realizacji w latach 2020-2024 projektu naukowego dotyczącego analizy bezpieczeństwa pracy i opracowania innowacyjnych zespołów zabezpieczających siłowniki hydrauliczne w obudowach zmechanizowanych.

Liczba miejsc: 1

 

38. Badania symulacyjne zespołów narzędzi górniczych nowej generacji w aspekcie ich obciążenia i trwałości

Promotor: dr hab. inż. Krzysztof Kotwica

Promotor pomocniczy: dr inż. Łukasz Bołoz

Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: W ramach zagadnienia badawczego związanego z badaniami symulacyjnymi zespołów narzędzi górniczych nowej generacji w aspekcie ich obciążenia i trwałości, na podstawie analizy istniejących rozwiązań opracowane zostaną koncepcje i modele wirtualne wybranych nowych rozwiązań zespołów narzędzi górniczych. Modele te zostaną przebadane z wykorzystaniem zaawansowanych programów komputerowych i porównane z istniejącymi rozwiązaniami w kwestii ich trwałości, obciążenia oraz ograniczenia zagrożeń takich jak iskrzenie oraz zapylenie. Wytypowane nowe rozwiązania zostaną wykonane oraz zweryfikowane na specjalistycznych stanowiskach badawczych. W ramach planowanych projektów badawczych będzie istniała także możliwość sprawdzenia skuteczności działania opracowanych rozwiązań w warunkach przemysłowych.

Zaplecze badawcze:Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu jest w posiadaniu specjalistycznych programów komputerowych pozwalających na przeprowadzenie modelowania i badań symulacyjnych nowoopracowanych zespołów narzędzi górniczych nowej generacji. Rozwiązania te mogą zostać zweryfikowane na specjalistycznych stanowiskach laboratoryjnych będących w posiadaniu Katedry – stanowisko do badania pojedynczych narzędzi urabiających oraz stanowisko do badania elementów urabiających maszyn górniczych. Tematyka zagadnienia badawczego będzie możliwa do realizacji w ramach przygotowywanego do realizacji w latach 2020-2024 projektu naukowego dotyczącego analizy bezpieczeństwa pracy i opracowania nowej generacji narzędzi urabiających dla efektywnego urabiania skal zwięzłych.

Liczba miejsc: 1

 

39. Badania laboratoryjne współczynnika tarcia i wskaźnika intensywności zużycia pary ciernej krążnik-taśma

Promotor: dr hab. inż. Piotr Kulinowski

Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Podczas użytkowania przenośników taśmowych często występuje problem zbiegania taśmy z przenośnika. Zjawisko to prowadzi do przyspieszonego zużycia podzespołów przenośnika: taśmy, krążników a nawet konstrukcji wsporczej, co istotnie przyczynia się do wzrostu kosztów eksploatacji. Problem ten może mieć wiele przyczyn, np.: nieosiowe podawanie urobku, silny jednostronny wiatr, nasłonecznienie czy zawilgocenie, błędy ustawienia trasy przenośnika itp. Pierwszym działaniem w procesie eliminacji zbiegania taśmy jest usunięcie przyczyn tego zjawiska. W przypadku trudności ze wskazaniem powodów występowania tego problemu stosuje się rozwiązania konstrukcyjne takie jak np.: ukosowanie krążników lub użycie krążników o powierzchni stożkowej. Wymienione rozwiązania powodują powstawanie poślizgu taśmy po powierzchni płaszcza krążnika. Dlatego zachodzi potrzeba poznania warunków współpracy ciernej pary guma-stal lub guma-tworzywo sztuczne, w zależności od wartości prędkości poślizgu. Postawiono hipotezę, że dla danej pary ciernej istnieje taka wartość prędkości poślizgu, przy której wskaźnik intensywności zużycia przyjmuje akceptowalne wartości minimalne, a współczynnik tarcia osiąga wartość maksymalną, korzystną dla uzyskania pożądanego efektu centrowania. Rozwiązanie zagadnienia badawczego będzie adaptacji stanowiska testowego oraz przeprowadzenie serii badań wybranych par ciernych i wyznaczenie wartości współczynnika tarcia oraz wskaźnika intensywności zużycia w funkcji prędkości poślizgu taśmy.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu jest w posiadaniu prototypu stanowiska badawczego do badania współczynnika tarcia i wskaźnika intensywności zużycia pary ciernej taśma - krążnik oraz pozostałej infrastruktury badawczej wymaganej do przeprowadzenia planowanych badań. Tematyka zagadnienia badawczego będzie możliwa do realizacji także w ramach projektów badawczych planowanych we współpracy z ośrodkami badawczo-rozwojowymi producentów taśm przenośnikowych i krążników.

Liczba miejsc: 1

 

40. Eksperymentalna i teoretyczna analiza właściwości zmęczeniowych połączeń mechanicznych stosowanych w lotnictwie.

Promotor: dr hab. inż. Tomasz Machniewicz

Promotor pomocniczy: dr inż. Adam Korbel

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Praca dotyczyć będzie połączeń mechanicznych stosowanych w konstrukcjach lotniczych, tj. wykonanych z lotniczego stopu aluminium 2024-T3 zakładkowych połączeń nitowych lub doczołowych połączeń zgrzewanych tarciowo z przemieszaniem materiału zgrzeiny (zgrzewanie FSW). Ostateczny wybór obiektu badań uzależniony będzie od decyzji NCN w sprawie finansowania zgłoszonego projektu badawczego. Głównym celem prowadzonych w ramach pracy eksperymentów będzie: (i) określenie własności zmęczeniowych badanych połączeń (trwałości zmęczeniowej oraz prędkości rozwoju pęknięć zmęczeniowych) w zależności od rozważanych zmiennych (poziom obciążenia, różne parametry konstrukcyjne i technologiczne), (ii) wyznaczenie lokalnych odkształceń powstających w połączeniach poddanych obciążeniom. Równocześnie, na podstawie MES prowadzone będą teoretyczne analizy naprężeń i odkształceń w badanych połączeniach. W efekcie, na podstawie analiz teoretycznych i wyników badań eksperymentalnych zostanie zaproponowana koncepcja przewidywania trwałości rozważanych połączeń.

Zaplecze badawcze: Dostępna aparatura badawcza:

Badania eksperymentalne: Serwohydraulicza maszyny zmęczeniowe: MTS 810 (100 kN) oraz Dartec 250 (250 kN); system pomiaru odkształceń metodą cyfrowej korelacji obrazu (DIC); przyrząd do nitowania połączeń zakładkowych pod kontrolą siły docisku; wzdłużne i poprzeczne ekstensometry kontaktowe; wielokanałowy wzmacniacz do pomiarów tensometrycznych; mikroskop optyczny do obserwacji faktograficznych; zautomatyzowany system optyczny do pomiarów długości pęknięć.

Analizy MES: oprogramowanie ANSYS Mechanical 19.

Liczba miejsc: 1

 

41. Wpływ ukształtowania zwojów końcowych sprężyny śrubowej naciskowej na jej wybrane właściwości eksploatacyjne

Promotor: dr hab. inż. Krzysztof Michalczyk

Promotor pomocniczy: dr inż. Mariusz Warzecha

Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Sposób ukształtowania zwojów końcowych stalowej śrubowej sprężyny naciskowej ma istotny wpływ na jej stabilność, sztywność statyczną, obciążalność związaną z naprężeniami w drucie wywołanymi kontaktem powierzchni zwojów, mimośrodowość siły reakcji w trakcie ściskania sprężyny oraz na jej charakterystyki dynamiczne. Zagadnienie wpływu sposobu ukształtowania zwojów końcowych na wymienione wyżej właściwości użytkowe jest bardzo istotne ze względu na szerokie zastosowanie sprężyn śrubowych naciskowych we wszystkich gałęziach przemysłu. W literaturze można spotkać opracowania dotyczące niektórych z nakreślonych powyżej zagadnień, jednak nie wyczerpują one tej tematyki. W ramach badań ma zatem zostać przeprowadzona szeroka analiza powyższych zagadnień z wykorzystaniem metod analitycznych, numerycznych oraz eksperymentów.

Zaplecze badawcze: Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Robotyki dysponuje laboratoriami wyposażonymi w maszyny wytrzymałościowe umożliwiające przeprowadzenie badań eksperymentalnych związanych z realizacją tematu. Na wyposażeniu znajduje się także uniwersalny analizator drgań do badań dynamicznych. Jest również zapewniony dostęp do naukowego oprogramowania komputerowego umożliwiającego modelowanie numeryczne analizowanych problemów zgłaszanego zagadnienia badawczego. Istnieje też możliwość doświadczalnej analizy zjawisk zachodzących przy kontakcie na styku sąsiednich zwojów.

Liczba miejsc: 1

 

42. Analiza wybranych właściwości eksploatacyjnych sprężyny śrubowej o zwiększonym tłumieniu

Promotor: dr hab. inż. Krzysztof Michalczyk

Promotor pomocniczy: dr inż. Wojciech Sikora

Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Stalowe sprężyny śrubowe w wielu przypadkach nie zapewniają odpowiedniego rozpraszania energii drgań. Dlatego opracowano nowe rozwiązanie, łączące zalety stalowej sprężyny śrubowej ze zwiększonymi właściwościami tłumiącymi charakterystycznymi dla sprężyn elastomerowych. Zwiększone tłumienie uzyskuje się poprzez zastosowanie odpowiedniego elementu rozpraszającego energię, współpracującego z drutem sprężyny. Możliwe są różne odmiany konstrukcyjne tego rozwiązania. Obecnie w literaturze nie ma wyczerpujących informacji na temat statycznych i dynamicznych właściwości sprężyn tego typu. Nie ma również modeli obliczeniowych umożliwiających dobór najkorzystniejszych w danym zastosowaniu parametrów konstrukcyjnych takiej sprężyny. Celem badań jest zatem określenie zależności pomiędzy parametrami konstrukcyjnymi analizowanej sprężyny a jej właściwościami statycznymi i dynamicznymi.

Zaplecze badawcze: Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Robotyki dysponuje laboratoriami wyposażonymi w maszyny wytrzymałościowe umożliwiające przeprowadzenie badań eksperymentalnych związanych z realizacją tematu. Na wyposażeniu znajduje się także uniwersalny analizator drgań do badań dynamicznych. Jest również zapewniony dostęp do naukowego oprogramowania komputerowego umożliwiającego modelowanie numeryczne analizowanych problemów zgłaszanego zagadnienia badawczego.

Liczba miejsc: 1

 

43. Analiza wpływu procesu kalcyfikacji na biomechanikę ścięgien

Promotor: dr hab. inż. Andrzej Młyniec

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Ścięgno to wieloskalowy biokompozyt o budowie hierarchicznej, którego właściwości biomechaniczne oraz zależności pomiędzy jego strukturą a funkcją mechaniczną nie są jeszcze do końca poznane. W skład ścięgien wchodzą głównie: kolagen, elastyna oraz proteoglikany (PG) otoczone elektrolitami PG znajdujące się w macierzy otaczającej pęczki kolagenowe, oddziałują specyficznie z elastyną oraz kolagenem odpowiadając zarówno za sztywność macierzy jak i za jej lepkosprężystość co z kolei przekłada się bezpośrednio na biomechanikę całego ścięgna. Ujemnie naładowane PG znajdujące się w macierzy wpływają na lepkość materiału kontrolując przemieszczanie się molekuł w macierzy dzięki zdolności do wiązania kationów takich jak sód potas czy wapń. Kluczową zatem funkcję w mechanice macierzy międzypęczkowej, a zatem i całego ścięgna, będą spełniać stężenia jonów. Wpływ stężenia jonów wapnia i fosforanów na biomechanikę uszkodzeń ścięgna i macierzy międzypęczkowej nie został jeszcze zbadany i stanowi kluczowy punkt tego projektu. Badania prowadzone w ramach projektu opus. Przewidziano dodatkowe stypendium (poza stypendium pobieranym ze Szkoły Doktorskiej AGH) dla uczestników projektu.

Zaplecze badawcze: W ramach proponowanego zagadnienia badawczego prowadzone będą badania w laboratoriach AGH oraz w jednostkach współpracujących (UJ. IFJ PAN). W niniejszym projekcie wykorzystane zostaną następujące metody i techniki badawcze:

  • Statyczne i dynamiczne badania wytrzymałościowe ścięgien i oraz pęczków kolagenowych – WIMiR

  • Badania nanomechaniki ściegien przy użyciu mikroskopii sił atomowych (AFM) – UJ, TU Freiburg

  • Mikrorezonans magnetyczny – IFJ PAN

  • Mikroskopia świetlna oraz skaningowa - AGH

  • Badania immunohistochemiczne, - UJ

Badania finansowane są ze środków projektu OPUS zatytułowanego " Elektro-chemo-mechanika uszkodzeń ścięgna - rola macierzy międzypęczkowej, oraz jonów wapnia i fosforanów w biomechanice ścięgien " finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki w Krakowie.

Liczba miejsc: 1

 

44. Bio-elektro-mechanika biokompozytów kolagenowych

Promotor: dr hab. inż. Andrzej Młyniec

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Biokompozyty kolagenowe ze względu na hierarchiczną budowę oraz wysoką zawartość białek wykazują cechy materiałów piezoelektrycznych. Związane jest to z przepływem jonów wewnątrz materiału podczas obciążania mechanicznego. Ujemnie naładowane białka znajdujące się w materiale, wypływają na przepływ jonów wpływając na właściwości mechaniczne takich materiałów. Kluczową zatem rolę w mechanice biomateriałów, będą spełniać właściwości macierzy oraz stężenia jonów. Wpływ stężenia jonów na właściwości elektro-mechaniczne biomateriałów kolagenowych nie został jeszcze zbadany i stanowi kluczowy punkt tego projektu. Celem naukowym proponowanego zagadnienia jest zbadanie wpływu bio-elektro-mechaniki materiału poprzez wykorzystanie takich metod badawczych jak: badania wytrzymałościowe, modelowanie numeryczne procesów zachodzących w materiale, analizy danych przy użyciu metod sztucznej inteligencji do oceny właściwości biomechanicznych materiałów kolagenowych. Badania prowadzone w ramach projektu opus. Przewidziano dodatkowe stypendium (poza stypendium pobieranym ze Szkoły Doktorskiej AGH) dla uczestników projektu.

Zaplecze badawcze: W ramach proponowanego zagadnienia badawczego prowadzone będą badania w laboratoriach AGH oraz w jednostkach współpracujących (UJ. IFJ PAN). W niniejszym projekcie wykorzystane zostaną następujące metody i techniki badawcze:

  • Modelowanie numeryczne oraz algorytmy klasyfikacyjne wykorzystujące metody sztucznej inteligencji - AGH

  • Statyczne i dynamiczne badania wytrzymałościowe ścięgien i oraz pęczków kolagenowych – WIMiR

  • Rezonans magnetyczny oraz metody ultrasonograficzne – AGH & IFJ PAN & CM UJ

  • Mikroskopia świetlna oraz skaningowa - AGH

Badania finansowane są ze środków projektu OPUS zatytułowanego " Elektro-chemo-mechanika uszkodzeń ścięgna - rola macierzy międzypęczkowej, oraz jonów wapnia i fosforanów w biomechanice ścięgien " finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki w Krakowie.

Liczba miejsc: 1

 

45. Biomimetyczna identyfikacja materiału o unikalnych właściwościach mechanicznych

Promotor: dr hab. inż. Kinga Nalepka

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Przedmiotem badań są muszle mięczaków różnych gatunków. Informacja genetyczna przekazywana przez wiele milionów lat sprawiła, że zwierzęta te wytworzyły materiał o nadzwyczajnych właściwościach funkcjonalnych i mechanicznych: lekki, a jednocześnie charakteryzujący się wysoką wytrzymałością i odpornością na kruche pękanie. Celem pracy jest identyfikacja kluczowych cech tego tworzywa, tak aby poprzez biomimetyczne odwzorowanie otrzymać podobny, pożądany w inżynierii materiał. Badania przeprowadzone zostaną na wielu poziomach skali: nano-, mikro – i makroskopowym. Najniżej ulokowana będzie symulacja metoda dynamiki molekularnej (MD) identyfikująca sposób propagacji pęknięć wewnątrz aragonitowej i kalcytowej struktury muszli. Uzyskane wyniki powiązane zostaną z obserwacjami prowadzonymi na poziomie mikroskopowym czyli ewolucją pól naprężeń generowaną in situ w dyfraktometrze rentgenowskim. Ten etap badań wykonywany będzie we współpracy z doświadczonym mikroskopistą z Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN w Krakowie. Równolegle doktorant zidentyfikuje rozwój pól deformacji rejestrowany techniką cyfrowej korelacji obrazu (μ-DIC) podczas kolejnych testów ściskania. Przeprowadzone analizy teoretyczne i badania eksperymentalne pozwolą wykryć metody skutecznego transferu obciążenia wewnątrz struktur pancerzy ochronnych projektowanych przez Naturę. Otrzymane wyniki będą stanowić podstawę do wytwarzania kompozytów o unikalnych właściwościach mechanicznych i funkcjonalnych.

Zaplecze badawcze: Badania wykonane zostaną w ramach projektu NCN OPUS 15 Wieloskalowa identyfikacja strategii tworzenia biokompozytów o wysokiej wytrzymałości: Muszle ślimaków morskich, jako biomimetyczna inspiracja dla lekkich materiałów funkcjonalnych. Realizują go trzy instytucje naukowe Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki (IMIR AGH), Akademickie Centrum Materiałów i Nanotechnologii (ACMIN AGH) oraz Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN (IMIM PAN), który pełni rolę koordynatora. Identyfikacja mechanizmów skutecznego transferu obciążenia wewnątrz struktury muszli przeprowadzona będzie za pomocą systemu µ-DIC, który został zakupiony jako rozbudowa posiadanego układu DIC. Badania kontynuowane będą w IMIM PAN oraz ACMIN AGH, gdzie oprócz testów ściskania w dyfraktometrze rentgenowskim przeprowadzane będą obserwacje mikroskopowe metodami SEM i EBSD pierwotnych struktur muszli i finalnych po obciążeniu. Symulacje i obliczenia na poziomie nanometrycznym wykonane będą w Cyfronecie AGH na super komputerze PROMETHEUS w ramach przyznanego grantu Granice miedzyfazowe jako klucz do tworzenia materiałów o unikalnych właściwościach mechanicznych i funkcjonalnych.

Liczba miejsc: 1

 

46. Analiza i rozwój logicznych urządzeń akustycznych opartych o nieliniowe metamateriały sprężyste

Promotor: dr hab. inż. Paweł Paćko, prof. AGH

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Istotą zagadnienia proponowanego do realizacji jest zarządzanie przepływem energii mechanicznej poprzez opracowanie akustycznych urządzeń logicznych (AUL) o dostrajalnej charakterystyce spektralnej i wykorzystanie ich do kontrolowania i kształtowania charakterystyk dynamicznych struktur mechanicznych. Stosowanie takich urządzeń pozwoli znacząco ograniczyć drgania i hałas danego obiektu poprzez wykonywanie szeregu operacji logicznych na polach falowych propagujących w strukturze.

Głównym celem jest opracowanie i wykonanie akustycznych (uwzględniających fale podłużne i poprzeczne) urządzeń wykonujących operacje logiczne na polach falowych. Ważną cechą tych urządzeń ma być ich dynamiczna re-konfiguracja na skutek wykorzystania nieliniowych własności materiału użytego do ich wytworzenia. Proponowane zagadnienie badawcze ma na celu uzyskanie opisanych cech dynamicznych struktur poprzez projektowanie nowych nieliniowych metamateriałów sprężystych, opierając się o metody transformacji akustycznej oraz algorytmy optymalizacji strukturalnej. Szczególnym elementem proponowanych badań będzie opracowanie AUL umożliwiających logiczne przetwarzanie sygnałów akustycznych poprzez budowę akustycznych bramek typu AND, OR i NOT oraz układów umożliwiających dodawanie, odejmowanie i mnożenie pól falowych, które w połączeniu stworzą kompletny układ systemu logicznego konstrukcji mechanicznej. Zaprojektowane AUL zostaną wytworzone poprzez frezowanie i druk 3D w metalu, a każdy z elementów będzie zweryfikowany eksperymentalnie pod kątem skuteczności realizacji zadanej funkcji logicznej, oraz jego charakterystyki spektralnej.

Realizacja powyższych zadań pozwoli utworzyć inteligentną konstrukcję będącą kombinacją AUL z elementami strukturalnymi, umożliwiającą kontrolę przepływu energii. Będzie ona osadzona w przykładowej konstrukcji mechanicznej i porównana ze strukturami wyposażonymi w aktywną kontrolę oraz bez żadnego systemu kontroli drgań.

Zaplecze badawcze: Jednostka dysponuje zapleczem merytorycznym, udokumentowanym publikacjami w wiodących czasopismach poświęconych propagacji fal sprężystych, projektowaniu materiałów sensorycznych oraz projektowaniu metamateriałów. Promotor kierował dwoma projektami z NCBiR poświęconymi modelowaniu i projektowaniu urządzeń wykorzystujących fale sprężyste oraz jest kierownikiem projektu finansowanego przez NCN poświęconemu projektowaniu nieliniowych metamateriałów sprężystych, w ramach którego możliwe jest prowadzenie proponowanych badań naukowych. Jednostka posiada rozbudowane zaplecze badawcze umożliwiające pomiary charakterystyk dynamicznych struktur mechanicznych, w tym analizatory impedancji oraz wibrometry laserowe (również sprzężone z systemami mikroskopowymi).

Liczba miejsc: 1

 

47. Wykorzystanie metod obrazowania 2D i 3D w budowie maszyn kontrolnych i pomiarowych realizujących zadnia kontroli jakości wykonania produktów na liniach produkcyjnych.

Promotor: dr hab. Inż. Andrzej Sioma

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Elementem systemów produkcyjnych stały się systemy kontroli jakości wykonania produktu. Systemy te instalowane są zarówno w produkcji jednostkowej jak również w produkcji seryjnej. Zadania realizowane przez systemy kontroli jakości produktu zależne są od branży przemysłowej i zakresu parametrów kontrolowanych na produkcie. Przedstawione zagadnienie badawcze obejmuje opracowanie innowacyjnych technologii obrazowania przeznaczonych do implementacji bezpośrednio na linii produkcyjnej. Jest to zagadnienie bardzo szerokie wymagające uwzględnienia w procesie obrazowania warunków technologicznych występujących w różnych branżach przemysłu. Badania będą obejmowały opracowanie technologii obrazowania a następnie przygotowanie dla zarejestrowanego obrazu algorytmów analizy umożliwiających pomiary wybranych parametrów produktu. Realizacja tych zadań wymaga również opracowania konstrukcji maszyn lub stanowisk kontrolnych współpracujących z maszynami technologicznymi oraz robotami przemysłowymi. Rozwój nowych technologii obrazowania jest bardzo ważny z uwagi na rosnące wymagania dotyczące ciągłego poszerzania zakresu kontroli parametrów produktu.

Założono, że obrazowanie w specyficznych warunkach przemysłowych będzie uwzględniało zakłócenia oraz wymagania pomiarowe stawiane przed systemem kontrolnym. Będzie wymagało doboru typu kamer oraz opracowania technologii tworzenia obrazu, dla której opracowane zostaną: algorytm akwizycji obrazu, algorytmy analizy obrazu, algorytmy wymiany danych z maszynami technologicznymi i systemami bazodanowymi.

Zaplecze badawcze: Prace badawcze będą prowadzone w Laboratorium Automatyzacji procesów i systemów wizyjnych. Laboratorium wyposażone jest w 10 stanowisk wizyjnych pozwalających na akwizycję obrazu z wykorzystaniem technologii 2D i 3D. Badania naukowe realizowane są w laboratorium w zakresie: rozwijania metod kalibracji obrazu, analizy obrazów 2D i 3D, tworzenia nowatorskich algorytmów pomiarowych dla obrazowania 2D i 3D, analiza danych pomiarowych oraz statystycznej obróbki wyników pomiarów z wykorzystaniem baz danych. Laboratorium wyposażone jest również w stanowisk komputerowych, symulatory maszyn przemysłowych, stanowisk umożliwiających modelowanie procesu produkcji oraz specjalizowane stanowiska obrazowania z wykorzystaniem technologii 2D i 3D.

Liczba miejsc: 2

 

48. Zastosowanie teorii wieloportów do wyznaczenia własności akustycznych układów na przykładzie tłumików o skomplikowanej geometrii

Promotor: dr hab. Anna Snakowska, prof. AGH

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Analizy pola akustycznego przy zastosowaniu teorii wieloportów jest dość nową metodą, bardzo efektywną przy badaniu układów o skomplikowanej geometrii, w szczególności tłumików, które zawierają elementy rurowe.

Teoria ta jest adaptacją do układów akustycznych teorii sieci elektrycznych i od jakiegoś czasu jest tematem moich badań. N-portem nazywamy układ składający się z N elementów rurowych łączących element o nieznanych właściwościach, stąd używana dla niego nazwa „czarna skrzynka”. Do uzyskania pełnego opisu własności akustycznych układu (tłumienie wtrącenia IL, tłumienność TL) wyznacza się macierze transmisji (jeśli poszczególne elementy tworzą układ kaskadowy) lub macierze impedancji układu. Jednak najbardziej ogólny jest sposób polegający na wyznaczeniu macierzy rozproszenia (scattering matrix). Macierz rozproszenia podaje związek pomiędzy ciśnieniami poszczególnych modów propagujących się do „czarnej skrzynki” (pressure in) i z „czarnej skrzynki” (pressure out).

Badania te mogą być prowadzone teoretycznie, doświadczalnie, a także z użyciem metod numerycznych.

Metoda wieloportów nadaje się szczególnie do analizy propagacji fali wielomodowej, a więc poza najczęściej stosowanym w literaturze „przybliżeniem fali płaskiej. Jednakże konstruowanie efektywnych tłumików o dużych rozmiarach poprzecznych lub pobudzonych wysokimi częstotliwościami, wymaga także analizy tłumienia tak zwanych wyższych modów besselowskich, które w takich układach mogą się propagować i być zródłem hałasu o wysokich poziomach.

Innym zagadnieniem do analizy w ramach tego zagadnienia badawczego jest obecność w falowodzie wentylatora lub innego źródła dźwięku powodującego przepływ, a także badanie tłumików z zmieszczonymi wewnątrz elementami mikroperforowanymi, Wyniki takich badań są istotne na poziomie prac projektowych.

Zaplecze badawcze: Zagadnieniem badania układów akustycznych, w szczególności tłumików, przy zastosowaniu metody wieloportów zajmuję się od kilku lat, a inspiracją była współpraca z zespołem Akustyki falowodów i tłumików kierowanym przez profesora Matsa Aboma z Królewskiego Uniwersytetu Technicznego (KTH) w Sztokholmie Tematyka ta jest mi dobrze znana, obecnie przygotowuję dwie kolejne publikacje z teoretycznych wyników popartych obliczeniami numerycznymi. Istnieje jednak wiele zagadnień, które wymagają dalszych badań, zarówno teoretycznych jak i przede wszystkim eksperymentalnych.

Wstępne badania tłumików były już podejmowana w ramach realizacji grantu NCN nr 2011/03/B/ST8/0504, którego byłam kierownikiem. Realizacja tego grantu była także okazją do stworzenia układów pomiarowych oraz modeli tłumików, także z elementami mikroperforowanymi, które byłyby wykorzystane przy realizacji części doświadczalnej zgłoszonego tematu pracy doktorskiej. Do wyznaczenia macierzy rozproszenia fali wielomodowej idealnie nadaje się skonstruowany przez zespół realizujący grant NCN generator fali jednomodowej (rozwiązanie opatentowane).

Istniejące już zaplecze aparaturowe Akademii Górniczo-Hutniczej oraz układy pomiarowe wytworzone w ramach realizacji grantu NCN nr 2011/03/B/ST8/0504, gdzie temat ma być realizowany, pozwala przewidywać pozytywne zakończenie realizacji tematu i pracy doktorskiej.

Liczba miejsc: 1

 

49. Analiza charakterystyk kierunkowych układów akustycznych o złożonej geometrii

Promotor: dr hab. Anna Snakowska, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Łukasz Gorazd

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Charakterystyka kierunkowa jest jedną z ważnych właściwości układów akustycznych, gdyż opisuje przestrzenny rozkład energii promieniowanej przez badany obiekt w przestrzeni, na ogół w funkcji częstotliwości lub liczby Helmholtza, która łączy częstotliwość z rozmiarami tegoż obiektu.

Badanie charakterystyk kierunkowych układów akustycznych może być prowadzone teoretycznie z wykorzystaniem rozkładu według układu funkcji ortogonalnych, doświadczalnie – poprzez pomiar ciśnienia akustycznego lub natężenia w polu dalekim w warunkach pola swobodnego na siatce punktów położonych na sferze, a także dla układów o tak skomplikowanej geometrii, że nie jest znane rozwiązanie analityczne – metodami numerycznymi. Charakterystyka kierunkowa jest modułem tak zwanej funkcji kierunkowej, na ogół zespolonej.

Ze względu na to, że charakterystyki kierunkowe podają rozkład przestrzenny pola akustycznego analizę modalną prowadzi się we współrzędnych sferycznych za pomocą harmonik sferycznych. Możliwe jest także rozszerzenie opisu własności pola wytwarzanego przez układ akustyczny poprzez zastosowanie harmonik hipersferycznych. Jest to nowe zagadnienie, które może stanowić tematykę pracy doktorskiej. Innym zagadnieniem badawczym związanym z analizą modalną charakterystyk kierunkowych jest kształtowanie pożądanej kierunkowości źródeł, na przykład wylotów silników odrzutowych, które są źródłem hałasu o wysokim poziomie. Wyniki takich badań są istotne na poziomie prac projektowych.

Zaplecze badawcze: Zagadnieniem badania charakterystyk kierunkowych wylotów falowodów zajmowałam się w mojej pracy habilitacyjnej, uwzględniając ponadto dyfrakcję fali na krawędzi, z tego powodu tematyka ta jest mi dobrze znana. Istnieje jednak wiele zagadnień, które wymagają dalszych badań, zarówno teoretycznych jak i eksperymentalnych.

Badanie charakterystyk kierunkowych było także podejmowana w ramach realizacji grantu NCN nr 2011/03/B/ST8/0504, którego byłam kierownikiem. Realizacja tego grantu była także okazją do stworzenia układów pomiarowych, które mogą być wykorzystane przy realizacji zgłoszonej pracy doktorskiej.

Zaplecze aparaturowe oraz możliwość prowadzenia badań eksperymentalnych w warunkach pola swobodnego w komorze bezechowej Akademii Górniczo-Hutniczej, gdzie temat ma być realizowany, pozwala przewidywać pozytywne zakończenie realizacji tematu.

Liczba miejsc: 1

 

50. Monitorowanie stanu konstrukcji przy pomocy nieliniowych charakterystyk ultradźwiękowych fal poprzecznych

Promotor: prof. dr hab. inż. Wiesław Jerzy Staszewski

Promotor pomocniczy: dr inż. Aleksandra Ziaja-Sujdak

Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: W ciągu ostatnich latach zaobserwowano znaczący rozwój technik projektowania konstrukcji przy użyciu nowych materiałów. Niektóre z nich – w szczególności materiały o strukturze kompozytów i wielo-materiały otrzymane przez drukowanie 3D – są już używane przez projektantów oraz inżynierów. Jednak wady materiału wygenerowane podczas produkcji, degradacja materiału czy uszkodzenia wygenerowane podczas użytkowania (n.p. uszkodzenia zmęczeniowe czy uszkodzenia warstw klejonych lub rozwarstwienie) są znaczącym problemem i wyzwaniem dla projektantów oraz inżynierów. Przedstawione zjawiska wymagają rzetelnych technik do sprawdzania i monitorowania stanu materiału ze względu na jakość wykonania oraz spójność konstrukcji. Jednak wykrycie początkowego stadium degradacji materiału i badanie zachowania kontaktu pomiędzy powierzchniami uszkodzenia pozostaje wciąż problem trudnym do rozwiązania.

Głównym celem projektu jest więc wyjaśnienie podstaw fizycznych zjawisk generacji trzeciej harmonicznej oraz zjawiska przeniesienia modulacji fali ultradźwiękowej – zjawisko analogiczne do zaobserwowanego w przypadku fal elektromagnetycznych (tzw. efekt Luxemburg-Gorky). Mimo że w ciągu ostatnich lat przedstawiono wiele badań związanych z liniowymi i nieliniowymi charakterystykami propagacji fal poprzecznych, wciąż niewiele informacji jest dostępnych na temat tych dwóch wyżej wymienionych zjawisk. Doprowadzi to do przedstawienia nowych teorii, stworzenia narzędzi numerycznych do ich modelowania oraz zaproponowania nowej metody detekcji uszkodzeń.

Badania skupią się na wyjaśnieniu wpływu wielu zjawisk klasycznej i nieklasycznej elastycznej i/lub rozproszonej nieliniowości na własności propagacji fal. Główne osiągnięcie pracy doktorskiej będzie związane z charakterystyką wzajemnego oddziaływania fali poprzecznej i uszkodzenia. Uszkodzenie będzie przedstawione przy użyciu modelu bez tarciowego i niehisterezowego nieliniowego mechanizmu, który może być połączony ze stratami termo-elastycznymi i skupieniami naprężeń. Zjawiska te były wcześniej zaobserwowane w materiałach polikrystalicznych. Kolejnym osiągnięciem pracy będą rezultaty badań skupiających się na nieliniowych charakterystykach związanych z własnościami materiału oraz toru pomiarowego. Pozwoli to na wyodrębnieniu z analiz nieliniowości związanych z uszkodzeniem.

W celu rozwiązania problemów teoretycznych w ramach zagadnień nieliniowej propagacji fal zostanie użyta metoda perturbacji. Ponadto, symulacje numeryczne bazujące na Local Interaction Simulation Approach oraz Metodzie Elementów Skończonych będę wykorzystane do otrzymania przybliżonego rozwiązania problemu propagacji fali ultradźwiękowej. Otrzymane rezultaty będą poddane walidacji eksperymentalnej. Bazując na uzyskanych wynikach, zaproponowane zostaną techniki wykrywania i monitorowanie uszkodzeń w oparciu o charakterystyki tzw. trzeciej harmonicznej oraz zjawiska przeniesienia modulacji dla badanej fali poprzecznej.

Zaplecze badawcze: Prace badawcze będą realizowane w projekcie „Classical and Non-Classical Shear Wave Nonlinearities: from Physics to Material Evaluation” finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki w ramach konkursu SHENG 1. Projekt będzie realizowany we współpracy z The Hong Kong Polytechnic University. Doktorant otrzyma dodatkowe stypendium wysokości 3500 PLN przez 36 miesięcy. Dodatkowo, przewidziana jest dwumiesięczna wymiana naukowa w Hongkongu.

Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie umożliwia przeprowadzenie badań naukowych w laboratoriach Katedry Robotyki i Mechatroniki, tj.: Laboratorium Dynamiki Strukturalnej oraz Laboratorium Badań Nieniszczących. Ponadto, dostępny sprzęt laboratoryjny to:

  • Roboty skanujący przy pomocy wibrometru laserowego 3D SLDV -Polytec PSV400 Robovib 3D: pozwala na trój-wymiarową analizę propagacji pola falowego;

  • Generatory oraz systemy akwizycji danych używane w przypadku fal ultradźwiękowych: EC Systems PAQ 16000D, Power amplifiers (EC Systems, FLC Electronics, TREK);

  • Generatory oraz systemy akwizycji danych dla sygnałów cyfrowych (Agilent 33522A, Agilent DSO-X 3024A, PICO scopes, karty National Instrument, Spectrum);

  • Kamery termowizyjne (FLIR Silver and FLIR SC8600);

  • Maszyna zmęczeniowa Instron 8872 z komorą klimatyczną;

Narzędzia do symulacji numerycznych (Ansys, COMSOL, rozwijany w katerze oprogramowanie cuLISA3D), oprogramowanie używane do analiz (MATLAB).

Liczba miejsc: 1

 

51. Badanie wpływu warunków propagacji na deformację cech dystynktywnych sygnałów akustycznych wybranych źródeł hałasu

Promotor: dr hab inż. Tadeusz Wszołek, prof. AGH

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Identyfikacja cech sygnału charakterystycznych dla danego źródła jest ważna w procesie rozpoznawania i ekstrakcji tego sygnału pośród innych sygnałów oraz zakłóceń zarówno w monitoringu ciągłym jak i pomiarach okresowych. Niektóre cechy sygnału, jak impulsowość, tonalność czy modulacja amplitudy mogą być wykorzystane do stosowania poprawek korekcyjnych przy obliczaniu wskaźników hałasu użytecznych w ocenie uciążliwości danego źródła hałasu. Jednak na skutek tłumienia i innych zjawisk na drodze propagacji dźwięku w przestrzeni otwartej, charakterystyczne cechy danego sygnału ulegają deformacji co utrudnia ocenę ich identyfikacji i uciążliwości. Dlatego w ramach pracy przewidziane jest badanie na obiektach rzeczywistych tłumienia wnoszonego przez stałe (geometria układu i elementy ekranujące) oraz zmienne (warunki atmosferyczne) elementy na drodze propagacji sygnału akustycznego oraz ich wpływu na zmianę mierzalnych cech rozkładu gęstości widmowej i przebiegów czasowych. Do analizy i różnicowania cech sygnału przewiduje się zastosowanie metod statystycznych oraz sztucznej inteligencji.

Zaplecze badawcze: W Katedrze Mechaniki i Wibroakustyki dostępny jest sprzęt do stałej długookresowej rejestracji wielokanałowej sygnałów akustycznych oraz monitorowania warunków pogodowych na drodze propagacji dźwięku w środowisku. Możliwa jest rejestracja widma w pasmach stałoprocentowych oraz widma FFT z praktycznie dowolną rozdzielczością czasową. Niezależnie możliwa jest także rejestracja sygnałów wave.

Liczba miejsc: 2

 

52. Analiza i weryfikacja doświadczalna czynników wpływających na dokładność obliczeń modelowych emisji hałasu przemysłowego

Promotor: dr hab inż. Tadeusz Wszołek, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Dominik Mleczko

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Modelowanie hałasu w środowisku ma miejsce przede wszystkim przy wykonywaniu map akustycznych miast i w otoczeniu dróg, linii kolejowych i lotnisk, ale także w otoczeniu zakładów przemysłowych. Szczególne znaczenie ma modelowanie dużych zakładów przemysłowych, w których źródła hałasu rozmieszczone są na obszarze nawet kilku km2. Wówczas odległość pomiędzy źródłem a punktem obserwacji w środowisku może wynosić nawet kilka km, a trasy propagacji dźwięku mogą być bardzo zróżnicowane. Taka sytuacja powoduje liczne trudności z weryfikacją modeli obliczeniowych opartych o algorytmy ISO 9613-2, a obecnie również algorytmy CNOSSOS. W ramach pracy przeprowadzone zostaną badania w zakresie doświadczalnej weryfikacji obliczeń modelowych propagacji dźwięku w zróżnicowanych warunkach pogodowych. Podstawą oceny wyników obliczeń będzie analiza niepewności modelowania i pomiarów do kalibracji modelu.

Zaplecze badawcze: W Katedrze Mechaniki i Wibroakustyki dostępny jest sprzęt do stałej długookresowej rejestracji wielokanałowej sygnałów akustycznych oraz monitorowania warunków pogodowych na drodze propagacji dźwięku w środowisku. Możliwa jest rejestracja widma w pasmach stałoprocentowych oraz widma FFT z praktycznie dowolną rozdzielczością czasową. Niezależnie możliwa jest także rejestracja sygnałów wave.

Liczba miejsc: 2

 

53. Badanie czynników wpływających na dokładność pomiarów izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych w warunkach laboratoryjnych

Promotor: dr hab inż. Tadeusz Wszołek, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Dominik Mleczko

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Powtarzalność wyników pomiarów izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych jest wciąż nierozwiązanym problemem metrologicznym. Uzyskiwane wyniki badań takich samych próbek charakteryzują się dużym rozrzutem wyników, pomimo zastosowania ujednoliconych technik pomiarowych. Niezależnie poszukiwane są możliwości badań próbek o mniejszych rozmiarach, jako rozwiązania bardziej użytecznego i tańszego. W ramach pracy badana będzie niepewność cząstkowa wnoszona przez parametry konstrukcyjne próbki i sposobu jej mocowania oraz zastosowaną technikę pomiarową, w tym rodzaj sygnału pobudzającego. Badane będą próbki z materiałów jednolitych i warstwowe o dwóch podstawowych rozmiarach 0,7 x 0,7 m i 1 x 2 m.

Zaplecze badawcze: Badania prowadzone będą w zespole komór pogłosowych w Katedrze Mechaniki i Wibroakustyki, przystosowanych do takich badań. Bezpośrednio badania wykonywane są w oknie o rozmiarach 1 x 2 m, w którym można zainstalować okno o mniejszych rozmiarach. Dostępne są także próbki do badań tego samego rodzaju w dwóch rozmiarach 1x2 m i 0,7 x0,7 m. Dostępna jest także kompletna aparatura pomiarowa do generowania i jednoczesnej rejestracji sygnału akustycznego w obu komorach. W tym także do pomiaru czasu pogłosu.

Liczba miejsc: 2

 

54. Sterowanie przepływem materiałów w złożonych strukturach produkcyjnych

Promotor: prof. dr hab. inż. Edward Michlowicz

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Podejście systemowe pozwala postrzegać przedsiębiorstwo produkcyjne jako złożony system produkcji i urządzeń pomocniczych. W podejściu procesowym produkcja sprawia, że strumień materiałów przepływa przez poszczególne komórki produkcyjne w systemie mieszanym (szeregowo - równoległym) lub gniazdowym w dyskretny sposób (w krokach). Czasy przetwarzania są różne na każdym etapie. Elementem łączącym poszczególne stacje produkcyjne są bufory międzyoperacyjne, które pełnią funkcje składowania półwyrobów przemieszczanych z obiektu N i magazynu dostaw dla następnej (N + 1) lub innej stacji. Przepływ dostaw i odbiorów materiałów w tym czasie przybiera formę stopniową. Parametry kroków zależą od czasu przetwarzania
i wielkości partii. W rzeczywistym procesie produkcyjnym (nawet w dłuższej perspektywie) linie dostaw i wydajności nie przebiegają równolegle. Dla uzyskania odpowiednich wskaźników produktywności konieczne jest sterowanie przepływem materiałów i informacji.

Zaplecze badawcze: Badania będą realizowane w firmach produkcyjnych. Modele wirtualne będą opracowywane w Katedrze Systemów Wytwarzania, m.in. w symulatorze obiektowym WITNESS.

Liczba miejsc: 1

 

55. Rozwój systemu pomiarowego do wydajnych badań nieniszczących konstrukcji cienkościennych z wykorzystaniem pełnego pola propagacji ultradźwiękowych fal prowadzonych

Promotor: dr hab. inż. Łukasz Pieczonka

Katedra Robotyki i Mechatroniki , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Ultradźwiękowe fale prowadzone są z powodzeniem wykorzystywane do detekcji uszkodzeń (NDT) i monitorowania stanu technicznego (SHM) konstrukcji cienkościennych. Ze względu na złożoną naturę fizyczną tego rodzaju fal ultradźwiękowych, w szczególności ich dyspersyjność i wielopostaciowość, ich wykorzystanie w diagnostyce konstrukcji nie jest jednak trywialne. Jednym z najbardziej obiecujących i odpornych podejść do analizy tych fal pod kątem detekcji uszkodzeń jest metoda spektroskopii liczby falowej. Celem tego zagadnienia badawczego jest opracowanie systemu diagnostycznego bazującego na metodzie spektroskopii liczby falowej w konfiguracji, gdzie wzbudzenie fal ultradźwiękowych w badanej strukturze realizowane jest w sposób kontaktowy (przetwornikiem piezoelektrycznym) lub bezkontaktowy (impulsem lasera), natomiast pomiar pola propagacji fal zrealizowany zostanie za pomocą skanującego wibrometru laserowego (SLDV) lub ciągłego skanującego wibrometru laserowego (CSLDV). Dodatkowo, ze względu na aspekty praktyczne związane z przygotowaniem badanej powierzchni do pomiaru laserowego, planowane jest wykorzystanie wibrometru laserowego pracującego w zakresie bliskiej podczerwieni (~1550 nm) w odróżnieniu od klasycznie wykorzystywanego zakresu światła widzialnego (~633 nm). Realizacja tego zagadnienia badawczego będzie się odbywała we współpracy międzynarodowej.

Zaplecze badawcze: Katedra Robotyki i Mechatroniki AGH dysponuje sprzętem niezbędnym do przeprowadzenia badań w ramach tego zagadnienia badawczego. W szczególności: (i) skanujące wibrometry laserowe firmy Polytec: Polytec PSV400 Robovib 3D; 1D SLDV Polytec PSV400; 1D SLDV Micro Systems Analyzer MSA 500 jak również własnej konstrukcji interferometr laserowy do precyzyjnej bezkontaktowej analizy drgań; (ii) generatory i wzmacniacze ultradźwiękowe; (iii) lasery impulsowe wysokiej mocy do wzbudzania fal ultradźwiękowych; (iv) precyzyjne kamery termowizyjne firmy FLIR; (v) wibrotermograficzny system pomiarowy; (vi) oprogramowanie do symulacji numerycznych (Abaqus, COMSOL, LS-Dyna, MSC.Software); (vii) oprogramowanie do obliczeń naukowych (Matlab, Python) i platformy rozwoju oprogramowania; (viii) serwery obliczeniowe CPU i GPGPU oraz dostęp do superkomputera ACK Cyfronet Prometheus.

Liczba miejsc: 2

 

56. Rozwój nowych metod detekcji uszkodzeń w materiałach konstrukcyjnych z wykorzystaniem akustyki nieliniowej.

Promotor: dr hab. inż. Łukasz Pieczonka

Katedra Robotyki i Mechatroniki , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Celem tego zagadnienia badawczego jest rozwój nieniszczących metod detekcji uszkodzeń w materiałach konstrukcyjnych bazujących na analizie nieliniowej odpowiedzi drganiowej badanego materiału. W literaturze naukowej dowiedziono iż techniki nieliniowe mogą być znacznie bardziej wrażliwe na wczesne stadia uszkodzenia materiału niż ich liniowe odpowiedniki. Zastosowanie tego podejścia wymaga jednak wygenerowania w materiale odpowiednio wysokiej amplitudy odkształceń, pozwalającej aktywować lokalne mechanizmy nieliniowo sprężyste. W tym celu rozważane są techniki globalne bazujące na jednoczesnym zastosowaniu pompującego i próbkującego pola odkształceń (metoda modulacji wibroakustycznej, nieliniowe mieszanie się fal sprężystych), techniki rezonansowe jak również techniki samo ogniskowania fal sprężystych (Time Reversal) dające możliwość lokalnej analizy nieliniowości i przestrzennej lokalizacji ich źródła. Do realizacji tego zagadnienia badawczego wymagane będzie przeprowadzenie badań eksperymentalnych wspartych analizą teoretyczną i symulacyjną obserwowanych zjawisk. Realizacja tego zagadnienia badawczego będzie się odbywała we współpracy międzynarodowej.

Zaplecze badawcze: Katedra Robotyki i Mechatroniki AGH dysponuje sprzętem niezbędnym do przeprowadzenia badań w ramach tego zagadnienia badawczego. W szczególności: (i) skanujące wibrometry laserowe firmy Polytec: Polytec PSV400 Robovib 3D; 1D SLDV Polytec PSV400; 1D SLDV Micro Systems Analyzer MSA 500 jak również własnej konstrukcji interferometr laserowy do precyzyjnej bezkontaktowej analizy drgań; (ii) generatory i wzmacniacze ultradźwiękowe; (iii) lasery impulsowe wysokiej mocy do wzbudzania fal ultradźwiękowych; (iv) precyzyjne kamery termowizyjne firmy FLIR; (v) wibrotermograficzny system pomiarowy; (vi) oprogramowanie do symulacji numerycznych (Abaqus, COMSOL, LS-Dyna, MSC.Software); (vii) oprogramowanie do obliczeń naukowych (Matlab, Python) i platformy rozwoju oprogramowania; (viii) serwery obliczeniowe CPU i GPGPU oraz dostęp do superkomputera ACK Cyfronet Prometheus.

Liczba miejsc: 2

 

57. Rozwój nowych metod detekcji uszkodzeń w materiałach konstrukcyjnych z wykorzystaniem termografii aktywnej.

Promotor: dr hab. inż. Łukasz Pieczonka

Katedra Robotyki i Mechatroniki , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: W ramach tego zagadnienia badawczego analizowane będą nowe modalności obrazowania uszkodzeń strukturalnych z wykorzystaniem termografii aktywnej. W szczególności prace będą dotyczyły możliwości praktycznej realizacji nisko mocowej wibrotermografii wykorzystującej lokalne rezonanse uszkodzeń oraz termografii laserowej. Obszar zastosowania głównie konstrukcje cienkościenne w szczególności wykonane z materiałów kompozytowych. Realizacja tego zagadnienia badawczego będzie się odbywała we współpracy międzynarodowej.

Zaplecze badawcze: Katedra Robotyki i Mechatroniki AGH dysponuje sprzętem niezbędnym do przeprowadzenia badań w ramach tego zagadnienia badawczego. W szczególności: (i) skanujące wibrometry laserowe firmy Polytec: Polytec PSV400 Robovib 3D; 1D SLDV Polytec PSV400; 1D SLDV Micro Systems Analyzer MSA 500 jak również własnej konstrukcji interferometr laserowy do precyzyjnej bezkontaktowej analizy drgań; (ii) generatory i wzmacniacze ultradźwiękowe; (iii) lasery impulsowe wysokiej mocy do wzbudzania fal ultradźwiękowych; (iv) precyzyjne kamery termowizyjne firmy FLIR; (v) wibrotermograficzny system pomiarowy; (vi) oprogramowanie do symulacji numerycznych (Abaqus, COMSOL, LS-Dyna, MSC.Software); (vii) oprogramowanie do obliczeń naukowych (Matlab, Python) i platformy rozwoju oprogramowania; (viii) serwery obliczeniowe CPU i GPGPU oraz dostęp do superkomputera ACK Cyfronet Prometheus.

Liczba miejsc: 2

 

58. Innowacyjny ekran akustyczny w środowisku urbanistycznym.

Promotor: dr hab. inż. Janusz Piechowicz

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Ekran akustyczny może być skuteczny, jeśli jest poprawnie zaprojektowany. Celem programu badań są obliczenia modelowe, weryfikowane w środowisku, dystrybucji poziomów hałasu, które występują przy różnych charakterystykach akustycznych (pochłanianie fasad, gleby, asfaltu lub elementów zielonych) oraz geometrycznych (szerokość drogi, wysokość budynków, obecność balkonów itp.). Wynikiem badań będą nowoczesne rozwiązania materiałowe i konstrukcyjne ekranów akustycznych skutecznych, a jednocześnie przyjaznych człowiekowi i środowisku.

Zaplecze badawcze: Katedra ma pełne wyposażenie i możliwości realizacji tego zagadnienia.

Liczba miejsc: 1

 

59. Badanie parametrów wibroakustycznych modelu numerycznego interakcji opona/ droga.

Promotor: dr hab. inż. Janusz Piechowicz

Promotor pomocniczy:

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Opór toczenia, siły trakcyjne, zużycie, wzbudzenie drgań i wytwarzanie hałasu to wszystkie parametry, które należy wziąć pod uwagę przy optymalizacji interakcji opona / droga. Kluczem do osiągnięcia tej optymalizacji jest uwzględnienie szeregu zjawisk w opisie kontaktu. Projekt ma na celu badanie zachowania samego kontaktu. Badanie prowadzone będą z metodą obrazowania akustycznego z wykorzystaniem macierzy mikrofonów.

Zaplecze badawcze: Katedra ma pełne wyposażenie i możliwości realizacji tego zagadnienia.

Liczba miejsc: 1

 

60. Analizy jakości dźwięku urządzeń AGD.

Promotor: dr hab. inż. Janusz Piechowicz

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Jakość dźwięku emitowanego przez urządzenia domowe jest ważnym obszarem badań, ponieważ urządzenia te są powszechne w domu. Projekt dotyczy subiektywnej i obiektywnej oceny szeregu nagranych w domu dźwięków urządzeń domowych. Jak postrzegamy te dźwięki? Dlaczego czasami nie zwracają na nas uwagi ani nie drażnią? Jak nasze stany emocjonalne wpływają na naszą akceptację lub odrzucenie dźwięków tych urządzeń? Jakość dźwięku dotyczy ludzkiej percepcji dźwięku i tego, jak odpowiednie jest to postrzeganie dla danego produktu. Celem tego projektu jest znalezienie metod oceny parametrów wpływających na postrzeganie jakości dźwięku urządzeń domowych. Można to zrobić za pomocą sieci neuronowych szkolonych na odpowiednio zredukowanych danych pomiarowych i wynikach testów odsłuchowych.

Zaplecze badawcze: Katedra ma pełne wyposażenie i możliwości realizacji tego zagadnienia.

Liczba miejsc: 1

 

61. Rozwój metod diagnostycznych oraz konstrukcji mechatronicznego sprzętu diagnostycznego i rehabilitacyjnego.

Promotor: dr hab. inz. Marek Iwaniec, prof. AGH

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Proponowane zagadnienie obejmuje rozwój metod modelowania i analizy układów technicznych i antropotechnicznych o różnej naturze - głownie mechaniczno-akustyczno—elektrycznych. Opracowanie metod badania biomechanicznych funkcji fizjologicznych, zwłaszcza układu oddechowego i układu ruchu. Projektowania systemów pomiarowych dedykowanych do badania funkcji fizjologicznych oraz badania złożonych układów antropotechnicznych w warunkach laboratoryjnych i rzeczywistych, Rozwój metod badawczych ukierunkowanych na uzyskanie wiedzy diagnostycznej oraz wiedzy potrzebnej do konstruowania mechatronicznych urządzeń diagnostycznych, rehabilitacyjnych lub wspomagających funkcję człowieka np egzoszkieletów, ortez itp. Istotnym zagadnienie jest zwiększanie efektywności urządzeń poprzez implementację metod i podukładów wykorzystywanych do odzysku energii. Efektem utylitarnym prac badawczych są projekty, modyfikacja i optymalizacja rozwiązań technicznych m. in. na podstawie opisu analitycznego równaniami ruchu, analizy energetycznej, analizy MES itp.

Zaplecze badawcze: Katedra KAP dysponuje laboratorium wyposażonym w aparaturę badawczą m.in. wielokanałowe, telemetryczne układy pomiarowe, systemy wizyjne, zestawy czujników do pomiaru różnych wielkości fizycznych oraz sprzęt medyczny jak np EKG, bieżnię, podometr, otoskop itp.

Liczba miejsc: 1

 

62. Zrównoważone podejście do procesu eksploatacji środków transportowych

Promotor: prof. dr hab. inż. Janusz Szpytko

Katedra Systemów Wytwarzania , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Opracowanie metodyki poprawy efektywności eksploatacji wybranych środków transportowych w procesach użytkowania i obsługiwania przy ograniczonych zasobach i działających w krytycznej infrastrukturze.

Zaplecze badawcze: Laboratorium zautomatyzowanych systemów i urządzeń transportowych: zlokalizowana w laboratorium suwnica pomostowa oraz aparatura kontrolnopomiarowa umożliwia prowadzenie badań z zakresu systemów sterowania i nadzorowania urządzeń transportu technologicznego oraz pomiarów wybranych parametrów eksploatacyjnych urządzeń transportu wewnątrzzakładowego. Aparatura kontrolno-pomiarowa oraz kamery wideo umożliwiające wizualizację procesów transportu realizowanych przez zlokalizowaną w laboratorium suwnicę pomostową oraz inne specjalizowane, oprogramowanie Wonderware System Platform 3.0, system wizualizacyjny InTouch 10.0 stosowane w przemysłowych systemach wizualizacji oraz zarządzania procesami produkcyjnymi i inne specjalizowane.

Laboratorium zautomatyzowanych środków transportu technologicznego i telematyki: bezobsługowy zautomatyzowany wózek widłowy AGV, żuraw słupowy, system podwieszony typu KBK, żuraw typu HDS, przenośnik rolkowy, układnica regałowa o budowie modułowej, gniazda magazynowe, aparatura kontrolno-pomiarowa oraz kamery wideo umożliwiające wizualizację procesów transportu, oprogramowanie Wonderware System Platform 3.0, system wizualizacyjny InTouch 10.0 stosowane w przemysłowych systemach wizualizacji oraz zarządzania procesami produkcyjnymi i inne specjalizowane.

Liczba miejsc: 2

 

63. System nadzorowania procesu eksploatacji suwnic krytycznych w przemyśle cyfrowym

Promotor: prof. dr hab. inż. Janusz Szpytko

Katedra Systemów Wytwarzania , Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Opracowanie koncepcji metody samo diagnozowania suwnic pomostowych eksploatowanych w systemach krytycznych i cyfrowo nadzorowanych z możliwością celowej konfiguracji środków transportowych w funkcji istniejących potrzeb transportowych i ich właściwości.

Zaplecze badawcze: Laboratorium zautomatyzowanych systemów i urządzeń transportowych: zlokalizowana w laboratorium suwnica pomostowa oraz aparatura kontrolnopomiarowa umożliwia prowadzenie badań z zakresu systemów sterowania i nadzorowania urządzeń transportu technologicznego oraz pomiarów wybranych parametrów eksploatacyjnych urządzeń transportu wewnątrzzakładowego. Aparatura kontrolno-pomiarowa oraz kamery wideo umożliwiające wizualizację procesów transportu realizowanych przez zlokalizowaną w laboratorium suwnicę pomostową oraz inne specjalizowane, oprogramowanie Wonderware System Platform 3.0, system wizualizacyjny InTouch 10.0 stosowane w przemysłowych systemach wizualizacji oraz zarządzania procesami produkcyjnymi i inne specjalizowane.

Laboratorium zautomatyzowanych środków transportu technologicznego i telematyki: bezobsługowy zautomatyzowany wózek widłowy AGV, żuraw słupowy, system podwieszony typu KBK, żuraw typu HDS, przenośnik rolkowy, układnica regałowa o budowie modułowej, gniazda magazynowe, aparatura kontrolno-pomiarowa oraz kamery wideo umożliwiające wizualizację procesów transportu, oprogramowanie Wonderware System Platform 3.0, system wizualizacyjny InTouch 10.0 stosowane w przemysłowych systemach wizualizacji oraz zarządzania procesami produkcyjnymi i inne specjalizowane.

Liczba miejsc: 2

 

64. Opracowanie i integracja systemu czyszczącego robota mobilnego do inspekcji pyłowych kotłów energetycznych

Promotor: dr hab. inż. Tomasz Buratowski, prof. nadzw. AGH

Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Streszczenie: Zagadnienie badawcze zakłada opracowanie, integrację ze strukturą elektromechaniczną oraz wdrożenie systemu czyszczącego dla robota mobilnego. Głównym zadaniem robota jest inspekcja oraz czyszczenie pyłowych kotłów energetycznych. Niezbędna mobilność robota wymaga dobrej adhezji do podłoża. Bez odpowiedniego stanu nawierzchni może ono być utrudnione lub niemożliwe. Aby zapewnić dobre przyleganie będzie wymagane opracowanie i wdrożenie systemu czyszczącego, który zapewni czystość podłoża w odpowiednim stopniu, przez cały cz pracy robota.

Zaplecze badawcze: Laboratorium SLAM, laboratorium mobilnych robotów, laboratorium napędów i sterowania.

Liczba miejsc: 1