Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn

Badania naukowe

Badania naukowe są prowadzone w trzech Zakładach:

Zakład Komputerowego Wspomagania Projektowania zajmuje się badaniami z zakresu modelowania, identyfikacji i analizy dynamiki złożonych układów mechanicznych, w tym:

  • modelowanie i analizy oraz badania symulacyjne dynamiki manipulatorów wyposażonych w co najmniej jedną kinematyczną parę obrotową;
  • zagadnienia optymalizacji cykli roboczych manipulatorów wyposażonych w co najmniej jedną kinematyczną parę obrotową;
  • identyfikacja modeli drgań układów dyskretno-ciągłych na podstawie eksperymentalnej analizy modalnej i algorytmów genetycznych;
  • budowa modeli symulacyjnych z wykorzystaniem systemów komercyjnych (np. CATIA, Inventor, SolidWorks, Matlab/Simulink) lub własnych programów obliczeniowych;
  • modelowanie i analizy statyczne i dynamiczne maszyn i urządzeń mechanicznych z wykorzystaniem pakietów oprogramowania MES oraz CAD;
  • projektowanie, modelowanie, symulowanie kinematyki i dynamiki oraz badań eksperymentalnych zaawansowanych urządzeń mechatronicznych, zwłaszcza robotów mobilnych i pojazdów transportowych;
  • modelowanie i badania mechanicznych aspektów minirobotów latających (entomopterów);
  • badania drgań tłumionych i stateczności dynamicznej dyskretno-ciągłych układów mechanicznych.

Zakład Mechaniki Technicznej realizuje badania procesów technologicznych metali. Do głównych kierunków badań można zaliczyć:

  • modelowanie zjawisk cieplnych, problematyka krzepnięcia dwuskładnikowych stopów metali z uwzględnieniem ruchów ciekłego metalu w obszarze ciekłym i stało-ciekłym;
  • matematyczne i numeryczne modelowanie procesów technologicznych takich jak: hartowanie, spawanie laserowe i hybrydowe laser-łuk elektryczny, napawanie, przemiany fazowe w stanie stałym, odkształcenia i naprężenia.

Prowadzone badania teoretyczne i numeryczne dotyczące procesu krzepnięcia odlewów obejmują: zjawiska transportu ciepła, dyfuzji domieszki, stanu naprężenia odlewów w procesie krzepnięcia oraz zjawisko pękania odlewów na gorąco. Inny kierunek badawczy dotyczy problematyki zjawisk cieplnych, przemian fazowych i naprężeń w elementach stalowych nagrzewanych ruchomymi źródłami ciepła. W szerokim zakresie były prowadzone badania teoretyczne i obliczenia numeryczne dotyczące obróbki cieplnej oraz spawania laserowego. Do symulacji numerycznych poszczególnych zjawisk rozważanych procesów technologicznych wykorzystuje się autorskie programy komputerowe członków zespołu. Zespół naukowy może pochwalić się realizacją różnych projektów badawczych, między innymi współpracą z IPPT PAN i Politechniką Śląską w ramach Europejskiego Projektu Badawczego SIM-TWB, Accurate Simulation of Tailor-Welded-Blanks to Reduce Process Design Time for The Sheet Pressing Industry (wykonawcy: prof. A. Bokota, i dr hab. inż. W. Piekarska, prof. P.Cz.)

Obszary działalności naukowo-technicznej Zakładu Podstaw Konstrukcji Maszyn:

  • tworzenie opracowań konstrukcyjnych, technologicznych, montażowych i eksploatacyjnych łożysk tocznych wieńcowych;
  • doradztwo techniczne z zakresu doboru łożysk wieńcowych i kształtowania struktur osadczych;
  • symulacja obciążeń mechanicznych zespołów roboczych maszyn w aspekcie ich optymalizacji;
  • zagadnienia konstruowania i eksploatacji elementów maszyn;
  • bilansowanie urządzeń wytwarzających, przesyłających i odbierających ciepło;
  • prowadzenie szkoleń z zakresu nowoczesnych technik projektowania maszyn ze szczególnym uwzględnieniem metody elementów skończonych;
  • badania numeryczne oraz eksperymentalne drgań własnych układów sprężystych (analiza modalna i częstotliwościowa);
  • badania teoretyczne, numeryczne i eksperymentalne odnośnie do stateczności i drgań własnych smukłych układów podporowych (kolumn, ram oraz siłowników hydraulicznych) przy różnych rodzajach obciążeń;
  • badania optymalizacji smukłych układów podporowych,