[Najnowszy numer] [Prenumerata] [Spis treści]     

Katedra Mechaniki i Wibroakustyki AGH

Wibroakustyka to dziedzina naukowa stosunkowo młoda. Stworzył ją właśnie w AGH, korzystając z dorobku poprzedników, prof. Zbigniew Engel. Katedra Mechaniki i Wibroakustyki powstała w 1993 r. z Instytutu Mechaniki i Wibroakustyki, którego poprzednikiem było Środowiskowe Laboratorium Szumów.

Wibroakustyka zajmuje się wszelkimi problemami drganiowymi i akustycznymi zachodzącymi w przyrodzie, technice, maszynach, urządzeniach, środkach transportu i komunikacji. (O znaczeniu wibroakustyki dla ludzi i środowiska czytaj również w wywiadzie z prof. Andrzejem Gołasiem na s. 8). Jednak problemy wibroakustyki to tylko część działalności katedry. Podstawowe zakresy prac związane są z nazwami zespołów, wchodzących w jej skład: Zespół Inżynierii Dźwięku i Metrologii, Zespół Mechaniki Komputerowej i Wibromechaniki, Zespół Mechaniki, Zwalczania Zagrożeń Wibroakustycznych i Monitoringu, Zespół Mechaniki, Teorii Maszyn i Mechanizmów, Zespół Ergonomii i Ochrony Pracy, Laboratorium Wibroakustyki. "Trudno mi już dzisiaj powiedzieć, ile prac z tego zakresu opublikowano, ile wprowadziliśmy wdrożeń w polskim przemyśle. Przez wiele lat na przykład zajmowaliśmy się obniżeniem aktywności wibroakustycznej maszyn w przemyśle odlewniczym, niedawno wyciszaliśmy przepompownie gazu i ropy" - mówi prof. Engel. Przykłady wdrożeń można mnożyć, warto na pewno wspomnieć, że osłony dźwiękochłonne dla fabryki Fiata w Tychach zaprojektowane przez katedrę są lepsze od oryginalnych osłon linii montażowej.

Zwalczanie hałasu

Laboratorium Wibroakustyki zajmuje się uwierzytelnianiem i wzorcowaniem przyrządów do pomiarów akustycznych. Są to m.in. mierniki poziomu dźwięku, filtry oktawowe i tercjowe, wzorcowe źródła dźwięku, mikrofony. Laboratorium bada oczywiście również te mierniki poziomu dźwięku, które służą do pomiarów hałasu w środowisku pracy oraz ogólnie w środowisku życia człowieka. Jest akredytowane przez Polskie Centrum Akredytacji i posiada upoważnienie Prezesa Głównego Urzędu Miar do uwierzytelniania przyrządów pomiarowych.

Wiele badań w katedrze wykonuje się z wykorzystaniem komory bezechowej, zapewniającej idealne wytłumienie. Bada się tu np. nie tylko różne źródła dźwięku, ale i słuch pracowników. Bywa, że firmy zlecają nawet dobór ochronników słuchu dla pracowników w zależności od narażeń na konkretnych stanowiskach pracy. "Badania w komorze bywają uciążliwe dla pacjentów, którzy znajdują się w sytuacji nienormalnej z punktu widzenia psychologicznego. Na co dzień przecież zawsze otaczają nas dźwięki" - mówi dr Maria Wykowska. Nie każdy tak samo odbiera dźwięki, u jednej osoby narząd słuchu może być bardziej narażony niż u innej. Da się to stwierdzić, wykonując odpowiednie badania w komorze bezechowej. Katedra ma dwie komory bezechowe - o objętości 1000 m3 i 300 m3.

Komora pogłosowa jest przeciwieństwem komory bezechowej. W Katedrze Mechaniki i Wibroakustyki są dwie, a właściwie trzy takie komory. Jedna o objętości 186 m3 do badań własności akustycznych materiałów. Poza tym dwie sprzężone ze sobą - między nimi jest specjalne okno, w którym bada się izolacyjność akustyczną różnych materiałów (szyb, ekranów akustycznych, różnych płyt i innych elementów budowlanych).

Dawny warsztat stał się właściwie laboratorium, w którym pracuje się nad zwalczaniem hałasu emitowanego przez prasy czy obrabiarki. W hali warsztatu stoi prasa modelowo wyciszona w ramach zadania realizowanego przez katedrę w Strategicznym Programie Rządowym. Chodziło o obniżenie hałasu uderzeniowego w takich maszynach. "Przed zastosowaniem zabezpieczeń pracownik przy wykrawaniu podkładek z blachy stalowej o grubości 2 mm był narażony na hałas na poziomie 96 dB. Obecnie ten hałas nie przekracza 85 dB" - mówi dr Jan Sikora. Udało się to osiągnąć przez zhermetyzowanie pola operacyjnego prasy (m.in. górna osłona dźwiękoizolacyjna porusza się razem z suwakiem -- hermetyzację uzyskuje się w momencie uderzenia).

Ergonomia

Pracownie i wyposażenie Zespołu Ergonomii oraz Laboratorium Ergonomicznych Badań Środowiskowych wykorzystywane są zarówno do badań, jak i zajęć dydaktycznych ze studentami. Odpowiednie stanowisko (przypominające biurko) służy do badania zasięgu rąk i wyznaczania stref pracy. Strefy te określa się m.in. w zależności od tego, czy praca będzie wykonywana jedną czy dwiema rękami, na jakiej wysokości, jak bardzo będzie precyzyjna, jak dużego wysiłku będzie wymagała. Studenci m.in. na urządzeniach przypominających rowery treningowe badają obciążenie człowieka pracą. Aparat złożony z pięciu tablic pionowych z dziesiątkami czerwonych przycisków służy do symulowania manipulacji ręcznych. Czas oraz kolejność zaświecania się poszczególnych lampek są regulowane przez program komputerowy. Mierzy się tu szybkość reakcji i zmęczenie podczas pracy.

W jednej z pracowni studenci wykonują ćwiczenia umożliwiające obserwację (np. przy wykorzystaniu techniki stroboskopowej) wpływu drgań na różne części ciała człowieka (część, która styka się ze źródłem wibracji nie zawsze jest najbardziej narażona na ich negatywny wpływ; dlatego kierowcy często narzekają na zmiany w kręgosłupie szyjnym). Studenci badają również m.in. różne właściwości wzroku, wpływ światła sztucznego, wykorzystanie barwy w informacji (np. przy projektowaniu ergonomicznych programów komputerowych). Podczas ćwiczeń uczą się jak budować ustroje wytłumiające, jak badać właściwości tłumiące materiałów, w jaki sposób bodźce odbierane są przez narząd słuchu itd. Muszą przy tym nabyć różnorodną wiedzę i orientować się m.in., w jakim stopniu tracimy naturalnie słuch wraz z wiekiem i jak te straty kształtują się w zależności od pasma dźwięku a także, jakie są skutki niewłaściwego użytkowania valkmenów.

Konferencje i dydaktyka

Trudno wymienić tutaj wszystkie prace badawcze prowadzone przez katedrę. Związane są one m.in. z identyfikacją i analizą procesów wibroakustycznych, zachodzących w przyrodzie i technice, zastosowaniem aktywnych metod tłumienia drgań i hałasu, wzbudzaniem silnego pola akustycznego dla potrzeb oczyszczania urządzeń energetycznych z osadów pyłowych. Bada się tu własności materiałów wibroizolacyjnych i dźwiękochłonnych, projektuje rozwiązania minimalizujące hałas i wibracje maszyn. Rozwija się nowoczesne metody badania akustyki pomieszczeń, opracowuje nowe technologie sterowania dźwiękiem. Dla wielu prac, w tym z zakresu mechaniki, przygotowywane są algorytmy i aplikacje komputerowe. Na przykład prace nad ekranami akustycznymi mają bardzo praktyczny wymiar - coraz więcej tych osłon ustawianych jest przy trasach komunikacyjnych, przebiegających często przez centra miast.

Katedra organizuje lub współorganizuje znane krajowe i międzynarodowe konferencje z zakresu wibroakustyki i diagnostyki - np.: Noise Control, Kongres Diagnostyki, Otwarte Seminarium z Akustyki.

Za pomoc w przygotowaniu materiału dziękujemy pracownikom Katedry Mechaniki i Wibroakustyki, w szczególności prof. Zbigniewowi Engelowi i prof. Wojciechowi Batce - kierownikowi katedry.

Roman Kwiatkowski
fot. Anna Osetek

Brak komentarzy

Dodaj swój komentarz