Główne kierunki rozwoju prac naukowych to:
- badania naukowe służące rozwojowi młodej kadry
- prace badawcze służące kształtowaniu specjalizacji naukowej
- prace służące rozwojowi metod dydaktycznych i nowych kierunków kształcenia
W ramach tych prac znajdują się min. następujące tematy badawcze:
- badanie układów napędowych i struktur nośnych samochodów
- automatyzacja projektowania i optymalizacja procesów wytwarzania maszyn
- badanie w zakresie budowy, dynamiki i wytrzymałości maszyn i ich części
- analiza dynamiczna mechanicznych układów wielomasowych
- metody i techniki procesów produkcyjnych w przemyśle maszynowym i rolno-spożywczym
- pomiary wielkości fizycznych w urządzeniach mobilnych z wykorzystaniem transmisji bezprzewodowej
- równania i nierówności funkcyjne, miary probabilistyczne
- nowoczesne metody badawcze stopów i kompozytów odlewniczych
Wybrane kierunki badań
- Modelowanie konstrukcji mechanicznych z wykorzystaniem MES.
- Modelowanie przekładni planetarnych.
- Metody diagnostyczne. Modelowanie komputerowe.
- Stateczność dynamiczna trójwarstwowych płyt pierścieniowych z rdzeniem lepkosprężystym.
- Zastosowania sterowania bazującego na logice rozmytej w badaniach numerycznych i doświadczalnych modeli obiektów dynamicznych.
- Zastosowania metod sztucznej inteligencji w projektowaniu i eksploatacji maszyn.
- Metodyka ograniczenia emisji związków szkodliwych w silnikach spalinowych.
- Teoretyczne modelowanie rzeczywistych procesów silnikowych.
- Dobór parametrów regulacyjnych silników o zapłonie iskrowym i samoczynnym.
- Zastosowania paliw alternatywnych do zasilania silników (gaz ziemny sprężony, biogazy, gazy odpadowe, alkohole).
- Sterowanie wielopaliwowych silników o zapłonie iskrowym i samoczynnym.
- Badania dynamiki podłużnej i poprzecznej w ruchu pojazdów.
- Analiza dynamiki układów mechanicznych: analiza dynamiki samochodów osobowych ze szczególnym uwzględnieniem ich zawieszeń.
- Analiza wpływu wybranych niesprawności pojazdu na bezpieczeństwo w ruchu drogowym.
- Wykorzystanie gruntowo-powietrznych wymienników ciepła w układach wentylacji budynków i pomieszczeń.
- Obliczenia ewolucyjne w optymalizacji procesów wytwarzania.
- Kształtowanie i rekonstrukcja procesów produkcyjnych w przemyśle maszynowym.
- Automatyzacja projektowania i optymalizacji procesów wytwarzania maszyn: wielokryterialne wspomaganie decyzji w wytwarzaniu produktów, sterowanie adaptacyjne na tokarkach sterowanych numerycznie, rozpoznawanie Wytwórczych Obiektów Elementarnych (ang. Manufacturing Features) obrabianych na tokarkach CNC.
- Doskonalenie technologii procesów metalurgicznych odlewniczych stopów aluminium.
- Nanopowłoki ze szlachetnych pierwiastków na implantach.
- Nowoczesne metody badawcze stopów i kompozytów odlewanych.
- Modelowanie i optymalizacja strategii pomiarowych we współrzędnościowej technice pomiarowej.
- Badania niepewności pomiaru w przemyśle maszynowym.
- Metody i techniki doskonalenia procesów produkcyjnych w przemyśle maszynowym, motoryzacyjnym i rolno-spożywczym.
- Zastosowanie technologii informatycznych w zarządzaniu procesami produkcyjnymi.
- Kodowania automatów sekwencyjnych minimalizujące pobór mocy.
- Bezprzewodowe sieci czujników.
- Równania i nierówności funkcyjne. Funkcje wielowartościowe. Miary probabilistyczne.
Czy zbudowanie kości w laboratorium jest możliwe?
Rys. 1. Podłoże dla Inżynierii Tkankowej wytworzone metodą elektroprzędzenia w Laboratorium WBMiI
Rys. 2. Badania nad materiałami dla inżynierii tkankowej prowadzone w Laboratorium WBMiI
Wśród wielu metod wytwarzania porowatych rusztowań technika elektroprzędzenia stała się najbardziej popularną i uniwersalną metodą produkcji podłoży dla inżynierii tkankowej z włókien o średnicy zbliżonej do włókien kolagenowych.
Badania nad materiałami dla inżynierii tkankowej kości wytwarzanymi metodą elektroprzędzenia prowadzone są na Wydziale Budowy Maszyn i Informatyki (Katedra Podstaw Budowy Maszyn, Zakład Inżynierii Materiałowej).
Badania prowadzone w ramach projektu Iuventus Plus III nr IP2012033372 „Drukowanie polimerami przewodzącymi na wielofunkcyjnych nanowłóknistych podłożach dla regeneracji tkanki kostnej” – kierownik projektu dr inż. Izabella Rajzer.
Badania pojazdów specjalnych
Zakład pojazdów Katedry Silników Spalinowych i Pojazdów od 2006 oku zajmuje się badaniami stateczności i kierowalności samochodów osobowych i ciężarowych. Tego typu badania prowadzone są w celu podniesienia bezpieczeństwa w ruchu drogowym – oceny zachowania się pojazdu podczas wykonywania różnego rodzaju manewrów. Połączenie wiedzy teoretycznej z praktyką badawczą pozwala na wskazywanie rozwiązań zwiększających bezpieczeństwo ruchu drogowego.Badania samochodów osobowych wykonywane były głównie dla Zakładu Nadwozi FIAT Auto Poland w Tychach. Prace prowadzone w Katedrze dotyczyły wpływu wprowadzonych niesprawności na zachowanie się pojazdów na drodze oraz działania wybranych zespołów pojazdów. Między innymi badano wpływ uszkodzeń elementów zawieszeń i opon. Do porównań wybrano testy: pojedynczej i podwójnej zmiany pasa ruchu, jazdę po okręgu ze stałą i zmienną prędkością, skokowe wymuszenie obrotu koła kierownicy, hamowanie na łuku drogi i „test łosia”. Przebadano samochody z napędem na jedną i dwie osie. Okazało się, że produkowane tam samochody charakteryzują się dużą odpornością na niesprawności zawieszeń, jedynym wyjątkiem było obniżone ciśnienie opon, które sprawiało kierowcom testowym największe trudności w zachowaniu zamierzonego toru jazdy.
Równolegle prowadzono badania stateczności samochodów ciężarowych, szczególnie samochodów specjalnych – pożarniczych, które charakteryzują się wysoko położonym środkiem masy. Początkowo były to badania porównawcze właściwości ruchowych pojazdu. Następnie zrealizowano projekt badawczy nr N R10-0008-04/2008 z dnia 09.06.2008 r. p.t. „Opracowanie sygnalizatora zagrożenia bezpieczeństwa do pojazdów o wysoko położonym środku masy” (kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Kazimierz M. Romaniszyn). Podczas badań do oceny działania sygnalizatora wykorzystywano modele pojazdów w mniejszej skali.
Rys. 1. Samochód pożarniczy podczas testów na torze badawczym
Rozwinięciem prowadzonych badań była realizacja kolejnego projektu badawczego nr N N509 547840 z dnia 04.04.2011 r. p.t. „Ocena stateczności rzeczywistego pojazdu na podstawie badań mobilnego modelu” (kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Kazimierz M. Romaniszyn). W ramach pracy wykonano model pojazdu w skali ~1:5 z zachowaniem warunków podobieństwa wybranych parametrów do porównywanego pojazdu pożarniczego. Wymagało do zbudowania szeregu stanowisk badawczych, pozwalających na określenie tych parametrów, zarówno w pojeździe w skali jak i w pojeździe pełnowymiarowym. Badania porównawcze przeprowadzono na torze badawczym fabryki TATRA w Koprzywnicy w Czechach i na lotnisku w Kaniowie.
Rys. 2. Model fizyczny pojazdu podczas badań
Prowadzone badania pozwoliły na opracowanie metodyki badań stateczności poprzecznej pojazdów z wykorzystaniem modeli fizycznych wykonanych w skali. Praca ta zaowocowała powstaniem monografii i uzyskaniem tytułu doktora habilitowanego przez pracownika Katedry Krzysztofa Parczewskiego. Publikowane wyniki badań budzą duże zainteresowanie w różnych ośrodkach naukowych.Obecnie w ramach konsorcjum: Wawrzaszek Inżynieria Samochodów Specjalnych Sp. z o.o i Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej realizowany jest projekt badawczy nr INNOTECH K3/IN3/17/226833/NCBR/14 z dnia 27.05.2015 pt. „Zintegrowany system monitorowania parametrów pracy pojazdów specjalnych w celu poprawy bezpieczeństwa czynnego” (kierownik ze strony ATH dr hab. inż. Krzysztof Parczewski). Prace dotyczą zbudowania systemu monitorowania sprawności pojazdu i ostrzegania kierowcy w przypadku występowania zagrożenia przewróceniem pojazdu sprawnego lub niesprawnego. Ze strony Katedry są one skierowane na ocenę stateczności pojazdu w różnych warunkach drogowych i terenowych, opracowanie algorytmu działania urządzenia monitorującego ruch pojazdu oraz przeprowadzenie badań funkcjonalnych urządzenia. Aktualnie kontynuowane są prace mające na celu dostosowanie działania urządzenia do systemu ostrzegania.