Badania w CERN i wkład ZMTNDS w rozbudowę eksperymentu ALICE 

Z dumą informujemy, że Rafał Michalczyk, pracownik naszego zakładu oraz Piotr Porycki, student z Wydziału Inżynierii Lądowej PW pracują obecnie w Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) w Szwajcarii. Obaj są zaangażowani w rozbudowę eksperymentu ALICE, a dokładniej w prace nad konstrukcją detektora Forward Calorimeter (FoCal), który będzie zbierał dane na Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) od 2029 roku.

Co łączy budownictwo z fizyką wysokich energii? Okazuje się, że bardzo wiele!

Publikacja artykułu dotyczącego problematyki ruchomych obciążeń 

W czasopiśmie Meccanica ukazał się artykuł: Zbiciak A., Ataman M., Kozyra Z.: FFT-based analysis of a strip plate under a moving load on an elastic foundation. Praca dotyczy analizy pasma płytowego spoczywającego na podłożu sprężystym i obciążonego siłą poruszającą się ze stałą prędkością. Autorzy przedstawili efektywne podejście obliczeniowe oparte na transformacie Fouriera i szybkiej transformacie FFT, porównując trzy sposoby dyskretyzacji poprzecznej: metodę różnic skończonych, metodę elementów skończonych oraz analizę izogeometryczną.

Tematyka ruchomych obciążeń od wielu lat należy do ważnych kierunków badań rozwijanych i propagowanych w Zakładzie. Nowa publikacja wpisuje się w tę tradycję, łącząc zagadnienia mechaniki konstrukcji, dynamiki nawierzchni komunikacyjnych oraz nowoczesnych metod numerycznych.

Szczególnie istotny jest praktyczny wymiar pracy. Zaproponowane podejście może być wykorzystywane w analizie konstrukcji infrastruktury transportowej, takich jak nawierzchnie drogowe i kolejowe oraz układy współpracujące z podatnym podłożem, gdzie poprawne modelowanie wpływu obciążeń ruchomych ma bezpośrednie znaczenie dla oceny bezpieczeństwa, trwałości i komfortu użytkowania.

Rozwój kompetencji w zakresie modelowania numerycznego balistyki i obciążeń wybuchowych w ANSYS LS-DYNA

W dniach 28-29 stycznia 2026 roku pracownicy naszego zakładu: Rafał Michalczyk i Kazimierz Józefiak, oraz doktoranci: Jędrzej Pawłowski i Piotr Piwowarski, wzięli udział w szkoleniu zatytułowanym „Postrzały balistyczne w ANSYS LS-Dyna”, zorganizowanym przez firmę MESco. Głównym obszarem tematycznym spotkania było modelowanie numeryczne dynamiki nieliniowej i obciążeń wyjątkowych, ze szczególnym uwzględnieniem mechaniki postrzałów, oddziaływania materiałów wybuchowych oraz propagacji fal uderzeniowych w różnych ośrodkach. 

Finał prac nad projektem IFMIF-DONES w ramach EUROfusion i wkład ZMTNDS w przyszłość energetyki fuzyjnej 

Zespół badawczy w składzie dr inż. Rafał Michalczyk, dr inż. Kazimierz Józefiak, dr inż. Karol Brzeziński zakończył realizację cyklu badań (2021–2025) na rzecz międzynarodowego programu IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility – Demo Oriented NEutron Source). Prace te stanowiły część polskiego wkładu w budowę infrastruktury badawczej w Granadzie (Hiszpania), a ich koordynacją w Polsce zajmował się Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy im. Sylwestra Kaliskiego (IPPLM). 

Celem projektu IFMIF-DONES jest budowa źródła neutronów niezbędnego do testowania materiałów dla przyszłych reaktorów termojądrowych (takich jak DEMO). Jest to strategiczne przedsięwzięcie na mapie drogowej europejskiej infrastruktury badawczej, mające na celu urzeczywistnienie wizji czystej energii z fuzji jądrowej. W ramach zadania pt. "Expert assessment about thermal and thermo-structural analyses involved in the TC design", naukowcy z Politechniki Warszawskiej przeprowadzili kompleksową weryfikację wykonalności technicznej oraz bezpieczeństwa serca całej instalacji – Komory Testowej (Test Cell).

Modelowanie zjawiska histerezy statycznej w matach UBM

W czasopiśmie „Materials” ukazał się artykuł pracowników naszego Zakładu poświęcony modelowaniu zjawiska histerezy statycznej w matach podpodsypkowych UBM: „Mechanical Modelling of Static Hysteresis in Under Ballast Mats Using a Novel Rheological Approach”. Zjawisko to jest szczególnie interesujące, ponieważ histereza zwykle kojarzona jest z lepkosprężystymi własnościami materiałów i obciążeniami dynamicznymi, podczas gdy tutaj występuje już przy wolnozmiennej, statycznej deformacji. Autorzy zaproponowali nowy model reologiczny oparty na specjalnej strukturze z elementami typu Kepesa oraz nieliniowymi sprężynami, zdolny do wiernego opisu odpowiedzi materiału. Model został skalibrowany i zweryfikowany na podstawie badań laboratoryjnych mat UBM wykonanych zgodnie z EN 17282:2020-10. Otrzymane wyniki pozwalają lepiej zrozumieć mechanikę pracy mat podpodsypkowych i ich wpływ na tłumienie oraz redystrybucję obciążeń w konstrukcji nawierzchni drogi szynowej. Opracowanie wnosi istotny wkład w rozwój narzędzi obliczeniowych do analiz infrastruktury torowej. Zachęcamy do zapoznania się z pełnym tekstem i wykorzystania wyników w projektowaniu oraz analizach numerycznych.

https://www.mdpi.com/1996-1944/18/23/5301 

Prezentacja zagadnień badawczych Dr. Dariusa Mačiunasa z Vilnius Gediminas Technical University, w ramach wymiany ERASMUS

Nowe podejście do projektowania nawierzchni drogowych – analiza trwałości warstw asfaltowych z wykorzystaniem teorii zbiorów rozmytych

W czasopiśmie Materials (vol. 18, nr 3034, 2025) ukazała się publikacja A. Zbiciak, D. Volchok, Z. Kozyra, R. Michalczyk i N. Al Garssi pt. “Fuzzy-Modulus-Based Layered Elastic Analysis of Asphalt Pavements for Enhanced Fatigue Life Prediction”.

Artykuł przedstawia nową metodę oceny trwałości zmęczeniowej nawierzchni asfaltowych z wykorzystaniem teorii zbiorów rozmytych. Autorzy modelują niepewność modułów sprężystości warstw asfaltowych w ujęciu wielowarstwowej teorii sprężystości. Uzyskane rozwiązania pozwalają na bardziej realistyczne odwzorowanie wpływu zmienności właściwości materiałów niż klasyczne podejścia deterministyczne.

W pracy zaprezentowano obliczenia krytycznych odkształceń oraz prognozowanej trwałości zmęczeniowej i koleinowania w warunkach obciążenia ruchem. Wyniki pokazują, że analiza z wykorzystaniem zbiorów rozmytych pozwala uzyskać graniczne przedziały trwałości nawierzchni oraz umożliwia bardziej wiarygodne projektowanie w obliczu niepewności materiałowej.

Proponowana metoda może znaleźć zastosowanie w projektowaniu konstrukcji nawierzchni drogowych i weryfikacji modeli empirycznych, a także w planowaniu strategii utrzymaniowych i ocenie niezawodności eksploatacyjnej.

DOI: https://doi.org/10.3390/ma18133034 

Publikacja artykułu "Steady-state vibrations of a beam structure under moving horizontal force-analytical approach"

W numerze 1/2025 czasopisma Archives of Civil Engineering ukazała się publikacja autorstwa M. Ataman i W. Szcześniaka p.t. „Steady-state vibrations of a beam structure under moving horizontal force-analytical approach”. Publikacja dotyczy dynamiki nawierzchni kolejowej. Przedstawione w pracy rozwiązania mogą mieć zastosowanie do badania stateczności toru kolejowego zarówno w planie jak i w profilu, przy uwzględnieniu odpowiednich sztywności belki oraz parametrów opisujących podłoże gruntowe. Uzyskane rozwiązania analityczne mogą być wykorzystane do weryfikacji wyników otrzymanych metodą elementów skończonych. Zjawisko fali podłużnej jest także istotne przy projektowaniu łożysk i przyczółków w mostach kolejowych i drogowych.

Publikacja artykułu "Evaluating the plate compactor frequency effect on compaction efficiency: numerical study with discrete element method"

W nowo opublikowanym artykule badawczym dr. Karola Brzezińskiego, przeprowadzono zaawansowane symulacje numeryczne metodą DEM (Discrete Element Method), które pozwoliły na dogłębne zrozumienie wpływu częstotliwości pracy sprzętu do zagęszczania na efektywność tego procesu. Badanie to stanowi istotny krok w kierunku optymalizacji technologii zagęszczania gruntu, co ma bezpośrednie przełożenie na jakość wykonywanych prac budowlanych i inżynieryjnych.