BAZA DYDAKTYCZNO-NAUKOWA

Laboratoria badawcze

Laboratorium projektowania i dynamiki pojazdów

Laboratorium przeznaczone jest do modelowania numerycznego, badań symulacyjnych pojazdów szynowych, procesów transportowych oraz systemów eksploatacji pojazdów. W jego skład wchodzi 15 nowoczesnych stacji roboczych wyposażonych w specjalistyczne oprogramowanie, między innymi systemy CAD/CAE oraz pakiety typu MBS (Multibody Systems), wspomagające projektowanie pojazdów i ich elementów. Wśród nich wyróżnić można środowiska SimPack, Ansys oraz SolidWorks, pozwalające na kompleksowe prowadzenie prac projektowych i badawczych.

Laboratorium projektowania i dynamiki pojazdów


 

Laboratorium badań zespołów i elementów pojazdów szynowych

Infrastruktura laboratorium obejmuje szereg stanowisk badawczych komponentów pojazdu szynowego. Należą do nich:

Stanowisko badań zmęczeniowych ramy wózka

 

Stanowisko badań układów hamulca pneumatycznego
  • Stanowisko badań zmęczeniowych ramy wózka tramwajowego – umożliwiające prowadzenie badań w zakresie identyfikacji i propagacji naprężeń w konstrukcji elementu układu jezdnego pojazdu szynowego;
  • Stanowisko badań instalacji pneumatycznej hamulca zespolonego – pozwala na symulowanie pracy układu kolejowego hamulca zespolonego, a także porównywanie i wyznaczanie charakterystyk pracy dla różnych zaworów rozrządczych systemów Oerlikon i Knorr KE;
  • Stanowisko do badania par ciernych hamulca tarczowego – wyposażone w układ momentomierzy i termopar dla rejestrowania parametrów procesu hamowania;
  • Stanowiska do pomiarów parametrów kół pojazdów szynowych – umożliwiające pomiary średnic okręgów tocznych i profili obręczy.

 

 

Oprócz powyższych, w laboratorium znajduje się szereg eksponatów dydaktycznych: tarcze hamulcowe różnych konstrukcji, zbiór okładzin ciernych, przekroje profili szyn kolejowych i tramwajowych, model wózka wagonowego oraz model wagonu towarowego ze szczegółowo odwzorowanym usprężynowaniem i układem hamulca klockowego.


 

Laboratorium zintegrowanych systemów diagnostycznych


Laboratorium zintegrowanych systemów diagnostycznych jest wyposażone w najnowszą aparaturę i oprogramowanie umożliwiające akwizycję i analizę sygnałów wibroakustycznych, tensometrycznych oraz termowizyjnych. Stosując zintegrowane systemy pomiarowe uzyskuje się efekt synergii, dzięki czemu badania są bardziej efektywne a wyniki tworzą kompleksowy obraz diagnostyczny badanego obiektu. W laboratorium znajduje się wiele systemów, które stanowią znakomitą bazę dydaktyczną i badawczą.   

Na stanie laboratorium znajduje się system wielokanałowej rejestracji i analizy sygnałów wibroakustycznych oparty na platformie pomiarowej PULSE® i LAN-XI® firmy Brüel & Kjær o łącznej liczbie odpowiednio 17 i 30 synchronicznych kanałów rejestracyjnych. Aparatura może posłużyć dla celów diagnostyki wibroakustycznej maszyn, oceny aktywności wibroakustycznej maszyn i pojazdów w normalnych warunkach eksploatacji. Dzięki zastosowaniu nowoczesnej technologii procesora sygnałowego istnieje możliwość jednoczesnego rejestrowania drgań sejsmicznych i hałasu startującego samolotu odrzutowego bez przesterowań. Analizatory sygnałów wibroakustycznych typu 2250 firmy Brüel & Kjær umożliwiają wykonanie punktowego pomiaru i analizy dźwięku i drgań. Urządzenia umożliwiają przeprowadzenie analiz w czasie rzeczywistym w dziedzinie czasu oraz częstotliwości wyznaczając charakterystyki klimatu wibroakustycznego zgodnie z obowiązującymi przepisami, normami i dyrektywami.   

W laboratorium znajduje się również system pomiarowy do analizy modalnej obiektów technicznych umożliwiający synchroniczną akwizycję sygnałów wymuszeń i odpowiedzi obiektu. System pozwala na poznanie własności dynamicznych obiektu lub weryfikację modelu numerycznego w sposób eksperymentalny. Wyznaczenie cech modalnych możliwe jest przy wykorzystaniu wielu metod np. FRF, RFP, CMIF. Możliwe jest prowadzenie zarówno analizy eksperymentalnej, jak i eksploatacyjnej. Dzięki systemowi pomiaru dynamiki pojazdów jest możliwe wykonanie synchronicznej akwizycji sygnałów przyspieszeń, przemieszczeń względnych i bezwzględnych oraz kątów pomiędzy poszczególnymi elementami.   

System pomiarowy HBM (Hottinger Baldwin Messe-technik GmbH) służy do wielokanałowej akwizycji sygnałów naprężeń i przemieszczeń punktów konstrukcji. Stacjonarna wersja systemu tensometrycznego umożliwia wykonanie testów wytrzymałościowych i zmęczeniowych oraz weryfikację poprawności zaprojektowania i wykonania konstrukcji w wybranych węzłach w oparciu o rozkład naprężeń. Ponadto możliwe jest również przeprowadzenie walidacji obciążeń konstrukcji w wybranych próbach odbiorczych. Wersja mobilna wzmacniacza pomiarowego HBM jest przystosowana do pomiarów w testach wymagających przemieszczania się lub zachowania mobilności elementów pomiarowych. Z wykorzystaniem tego wzmacniacza jest możliwy pomiar wartości naprężeń i przemieszczeń w warunkach normalnej eksploatacji badanej konstrukcji (np. pojazdów w ruchu). Wykorzystywane tensometry są niewielkich rozmiarów, niewrażliwe na wstrząsy, o dużej czułości i dokładności. Pomiary te stanowią źródło sygnału określającego wartość wielkości mechanicznych, mierzonych metodami obróbki sygnału elektrycznego.   

Laboratorium wyposażone jest również w wizyjny system analizy jakości współpracy koła z szyną, umożlwiający pomiar w świetle widzialnym oraz podczerwonym. Możliwość analizy punktów styku w zróżnicowanych warunkach jazdy wynikających z charakterystyki infrastruktury (łuki, rozjazdy, krzyżownice).   
 

System pomiarowy

 

Przykłady badań wibroakustycznych

 

Rama wózka z tensometrami

 

System wizyjny analizy współpracy koła z szyną

Laboratorium pomiarów wibroakustycznych środków transportu


Laboratorium to jest komplementarne z Laboratorium zintegrowanych systemów diagnostycznych, uzupełniając je o dodatkową aparaturę pomiarową, koncentrując się na zagadnieniach drgań i hałasu.   

W laboratorium znajduje się zestaw przetworników drgań i mikrofonów do pomiarów sygnałów wibroakustycznych firmy Brüel & Kjær, kompatybilnych z modułami akwizycji danych. Zestaw składa się z jednoosiowych i trzyosiowych przetworników drgań o różnej specyfikacji technicznej i przeznaczeniu (np. do pomiarów drgań wózków jezdnych pojazdów szynowych w testach pass-by lub drgań parasejsmicznych). Ponadto laboratorium dysponuje mikrofonami o różnej czułości dynamicznej przeznaczonymi do pomiarów w polu swobodnym. Taka baza aparatury pomiarowej pozwala kompleksowo badać złożone zjawiska wibroakustyczne generowane w transporcie szynowym.   

Dostępny jest również system pomiarowy do oceny zjawisk wibroakustycznych na zewnątrz pojazdów. Możliwa realizacja pomiarów w  oparciu o wskazania normy ISO 3095:2013, jak również realizacja scenariuszy eksperymentalnych tj. pomiary matrycowe do lokalizacji i identyfikacji źródeł hałasu, czy też pomiary drgań w skali mikro – elementy konstrukcji toru oraz w skali makro – drgania parasejsmiczne. Wykonywanie analiz skuteczności zastosowanych środków redukcji drgań i hałasu. Laboratorium dysponuje przenośnym analizatorem typu 4447 firmy Brüel & Kjær zaprojektowanym do pomiarów drgań na stanowiskach pracy i w środkach transportu zgodnie z dyrektywą EU 2002/44/EC. Pomiar drgań ogólnych i miejscowych jest zgodny z wymaganiami normy ISO 8041:2005. Urządzenie umożliwia wykonanie jednoczesnego pomiaru  i  analizy  drgań  oddziałujących  na  ciało  człowieka w trzech kierunkach, z dodatkowym odczytem sygnału referencyjnego.   

System  pomiarowy  do  oceny  szkodliwości  drgań przekazywanych przez podłoże na budynki oraz na ludzi w nich przebywających zgodnie z normami: PN-B-02170 i PN-B-02171 również znajduje się na wyposażeniu laboratorium. Szczególnym obszarem badań są drgania pochodzenia komunikacyjnego od ruchu pojazdów samochodowych i szynowych. Prowadzone są również eksperymentalne badania propagacji drgań źródło-budynek.   

Ocena wewnętrznego klimatu wibroakustycznego na podstawie pomiarów normatywnych, jak również w aspekcie badań eksperymentalnych jest możliwa dzięki systemowi pomiarów do oceny drgań i hałasu wewnątrz środków transportu. Prowadzenie badań komfortu jazdy pojazdów szynowych w oparciu o wskazania norm PN-EN 12299:2009, metodę Sperlinga oraz ocena klimatu akustycznego w oparciu o wskazania normy ISO 3095:2013. Identyfikacja źródeł zwiększonych oddziaływań akustycznych i drganiowych wnętrza.   

Badania drgań i hałasu są wykonywane analizatorem typu 2145 firmy Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S z możliwością pomiaru natężenia dźwięku. Umożliwia wykonanie podstawowych analiz drgań i hałasu w czasie rzeczywistym, a także umożliwia lokalizację i pomiar mocy akustycznej źródła dźwięku, a także identyfikację i lokalizację pierwotnych i wtórnych źródeł dźwięku. Głównym zastosowaniem tego analizatora jest określanie mocy akustycznej źródeł dźwięku, lokalizacja źródeł dźwięku na terenach przemysłowych, w halach fabrycznych i pomieszczeniach  biurowych.  Może  być  również  wykorzystany w przestrzennym mapowaniu rozkładu dźwięku pojedynczych maszyn i urządzeń na potrzeby kontroli jakości produktu finalnego lub optymalizacji urządzenia na etapie badań prototypu.   
 

Przetworniki

 

System pomiarowy hałasu na zewnątrz pojazdu

 

System do badania komfortu wewnątrz pojazdu