Mechanika w Lotnictwie 2014 i referat M.Laska, M.Cona

„Mechanika w Lotnictwie” to odbywająca się w Kazimierzu Dolnym konferencja naukowa, organizowana przez Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej, z tradycjami sięgającymi  1984 r. Przytoczmy słowa prof. Sibilskiego, najtrafniej opisujące cel, w jakim co 2 lata podążają tam tłumy naukowców:

„Kolejne konferencje wykazały, że tworzą forum stymulujące i integrujące środowiska lotnicze instytutów naukowo-badawczych, wyższych uczelni cywilnych i wojskowych oraz przemysłu. Następuje wymiana informacji o najnowszych osiągnięciach naukowych w zakresie konstrukcji, badań doświadczalnych, symulacji numerycznej dynamiki lotu samolotów, rakiet i pocisków, ich eksploatacji, jak również bezpieczeństwa w locie”.[1]

Niestety trudno zgadnąć, co sprawiło że w 2014 r. podążyli na Konferencję Panowie Maciej Lasek i Maciej Con z referatem niezwiązany z lotnictwem, a bardzo luźno z konstrukcjami lotniczymi, a mianowicie „ANALIZA NUMERYCZNEGO MATERIAŁU BRZOZY W KONTEKŚCIE KATASTROFY LOTU PLF 101 Z DNIA 10.04.2010”, Nie wiadomo, co obu Panów podkusiło, by zabrać się za temat nie związany z ich wykształceniem oraz pracą zawodową, a także wymagający specjalistycznej wiedzy, której  trudno szukać na uczelniach lotniczych. Na pewno szkoda, że referat został zgłoszony na Konferencję „Mechanika w Lotnictwie”, zamiast na inną, bliższą tematycznie konferencję organizowaną przez PTMTiS np.   "Modelowanie w mechanice” lub „Międzynarodowe Sympozjum Mechaniki Materiałów i Konstrukcji”. Z dużym prawdopodobieństwem można przyjać, że referat zostałby odrzucony ze względu na braki merytoryczne, a dr Lasek wraz z asystentem nie pokazaliby całemu światu swojego dzieła.  Niestety, w niczym nie umniejszając wiedzy i doświadczenia Komitetu Naukowego MwL  w zakresie zagadnień lotniczych, w Kazimierzu Dolnym najprawdopodobniej nie było osób ,które potrafiły w wystarczający sposób ocenić referat z zakresu wytrzymałości materiałów. Referat został więc wygłoszony, a następnie opublikowany w materiałach konferencyjnych, które możemy odnaleźć tutaj:

http://www.ptmts.org.pl/wydawn...

W warstwie merytorycznej referat niewiele się różni od pracy, która została opublikowana październiku 2014 r. na stronie http://faktysmolensk.gov.pl/ak... .  Aktualne pozostają więc także moje uwagi z poprzednich notek:

http://bbudowniczy.salon24.pl/...
http://bbudowniczy.salon24.pl/...

Przypomnijmy więc tylko kilka co jaskrawszych zbrodni na nauce o drewnie, dokonanych przez tandem ML i MC:

1. "Ponadto   weryfikacji   poddano   wartość   literaturową gęstości brzozy.Przeprowadzono badania dla 5 próbek brzozy sezonowanej przez okres dwóch lat. Oznacza to, iż procent wilgoci zawartej w owej mieścił się w przedziale od 15 do 20 procent. " [2]

Brzoza znajdująca się w Smoleńsku nie była „brzozą sezonowaną”, a żywym drzewem o wilgotności mocno przekraczającej 30%. Powyższe „badania” nie mają więc większego odniesienia do brzozy która 10.04.2014 r. rosła sobie w Smoleńsku. Nie znamy warunków sezonowania drewna, stąd też nie wiemy czy wilgotność badanego drewna nie wyniosła np. 14% lub 23 % -  podany przedział nie jest wartością oczywistą. Do pomiaru wilgotności badanych próbek można było wykorzystać dowolną z metod stosowanych w budownictwie (suszarkowo – wagową, pojemnościową). Nie wiemy z jakiego drzewa (gatunek, wiek) i z którego miejsca drzewa pobrano próbki. Powyższe wyliczenia – bez wiedzy o mającej istotny wpływ na gęstość drewna wilgotności, na niewielkiej ilości próbek – mają znikomą i raczej tylko poglądową wartość poznawczą. 

2. "Następnie, na podstawie danych literaturowych, obliczono gęstości brzozy w zależności od jej wilgotności (tabela 5)."[2]

W odróżnieniu od wcześniej opublikowanej pracy [3], z referatu zniknął wykres zależności wilgotności od gęstości drewna.


 natomiast pozostawiono wyznaczone z niego parametry, które posłużyły do dalszych analiz [2]:


Z powyższej tabelki (oraz wcześniejszego wykresu) wynika, że wraz z wzrostem wilgotności drewna jego gęstość maleje, co jest niestety nieprawdą i wskazuje na dużą niewiedzę autorów na temat drewna. Jak widzimy poniżej, wraz z wilgotnością drewna  (moisture content)  rośnie także jego gęstość, przy czym do wilgotności ok 30% (stanu nasycenia komórek) przyrost gęstości jest mniejszy ze względu na wpływ pęcznienia – co widać po kształcie wykresu [4][5]:


Na Twitterze Pan Lasek pochwalił się metodologią, wg której doszedł on do takich wyników:

Przybliżmy tabelkę, z której dane zaczerpnął Pan Lasek i zobaczmy jakie parametry zostały przyjęte przez niego jako gęstość (density) (na niebiesko moje zaznaczenie) [6]:

Okazuje się, że wykres powstał na podstawie dwóch zależności pomiędzy  "specific gravity"(0,60 i 0,65) oraz wilgotności (green czyli zdaniem P.Laska 50% i 12%). Jest tylko jeden problem - "specific gravity" będący parametrem bezwymiarowym (tzw. gęstość względna) to nie "density" czyli gęstość o jednostce kg/m3.

Panowie wzięli zupełnie inny - bezwymiarowy parametr "specific gravity", dodali do niego jednostki (kg/m3) i wstawili do wykresu jako "density" czyli gęstość drewna. 

Co to jest "specific gravity"? Jest to parametr bezwymiarowy, będący stosunkiem gęstości drewna (bez uwzględniania masy wody, z uwzględnieniem pęcznienia od wilgoci) do gęstości wody, służący jedynie do celów porównawczych parametrów drewna.

3. „Różnica pomiędzy gęstością wyznaczoną a zbadaną wynosi około 50 kg/m 3 .Może to być spowodowane innymi charakterystykami parametrów brzozy występującej na kontynencie północnoamerykańskim i europejskim. Ze względu na wykazaną różnicę konieczne było przeprowadzenie badań związanych z wpływem gęstości na wytrzymałość drewna." [2]

Wbrew temu co pisze autor, różnica wynikła z błędnie wyznaczonej zależności gęstości od wilgotności, a także co najważniejsze zbyt małej ilości próbek drewna zbadanych przez Pana Cona – tylko 5 (być może tylko z jednego drzewa?). 5 próbek drzewa nie jest reprezentatywnych dla całej populacji brzozy europejskiej, a często nawet dla drzewa z którego je pobrano. Różnice w gęstości drewna mogą różnić się w obrębie nawet jednego drzewa i zależą m.in. od szerokości słojów rocznych, położenia w pniu, udziału drewna późnego, miejsca pozyskanie drewna itp.

Poddawanie "weryfikacji wartości  literaturowych gęstości brzozy"  w oparciu o niekompletne badania 5 próbek drzewa jest kompletnym nieporozumieniem.

4. "Stwierdzenie,  iż   model   liniowy jest  czterokrotnie mocniejszy od brzozy jest nieprawdziwe.  Jego   parametry   są   średnio   1,06   razy większe od rzeczywistych, gdy przyjmie się gęstość  literaturową  brzozy.  Dla  wartości określonych podczas wspomnianych w tekście badań, będących znacznie większymi od typowych, model ten staje się słabszym od rzeczywistego   drzewa." [2]

 - Do sprawdzenia, czy faktycznie parametry modelu brzozy są "4 razy mocniejsze od brzozy" rzeczywistej, Pan Con porównuje ze sobą m.in. moduły sprężystości (!) obu modeli. Dla przypomnienia, moduł sprężystości określa sprężystość materiału czyli zależność odkształcenia od naprężenia, natomiast nie opisuje czy materiał jest "mocniejszy", "większy" czy też "wytrzymalszy".

- W rzeczywistości prof. Binienda wyraźnie mówi podczas prezentacji, że jest to "materiał 4 razy mocniejszy niż brzoza testowana w moim laboratorium", a nie każda brzoza, a tym bardziej wysezonowane drzewo brzozowe.

Pan Con przypisuje parametry literaturowe wysezonowanego drewna brzozowego "rzeczywistemu drzewu" , co jest ewidentną bzdurą. Dane literaturowe powstają w wyniku badań wysezonowanych ("suchych") i wyselekcjonowanych małych fragmentów drewna, a nie żywego, dużego fragmentu drzewa przed selekcją brakarza. By nie być gołosłownym zacytuję fragment z literatury („Konstrukcje drewniane” D. Mischke):

„Do badań używa się małych próbek z drewna nie posiadającego żadnych wad, o prawidłowej strukturze. Badania te nie uwzględniają wymiarów i kształtu elementu konstrukcyjnego oraz przede wszystkim wad drewna, wśród których największe znaczenie odgrywają sęki, nieregularności przebiegu włókien i pęknięcia.Ujemny wpływ wad, znacznie obniżających wytrzymałość drewna, w różny sposób daje się od siebie odczuwać przy rozciąganiu, ściskaniu, zginaniu itd. Z tych względów przy obliczaniu konstrukcji drewnianych dopuszcza się naprężenia od 2,5 do 10 razy mniejsze od ustalonych laboratoryjnie”. [7]

Dodatkowo świeżo ścięte drzewo liściaste ma wilgotność wielokrotnie większą od drewna wysezonowanego, co dodatkowo zmniejsza jego wytrzymałość w odniesieniu do danych literaturowych.

Podsumowując: zaskakuje, że referat ten został dopuszczony przez Komitet Naukowy do wygłoszenia na konferencji, a następnie opublikowany w materiałach konferencyjnych. Okolicznością łagodzącą jest to, że temat referatu zdecydowanie wykracza poza zakres zainteresowań członków KN jak i samej konferencji. Referat posiada rażące błędy merytoryczne i wskazuje na duże braki autorów w wiedzy o budowie i parametrach drewna. W przypadku modelowania "materiału brzozy", nie mogło się to zakończyć dobrze - sama znajomość programu LS-Dyna nie jest w stanie zastąpić wiedzy kierunkowej i doświadczenia.

Cytaty, wykresy i screeny:

[1] Materiały Konferencyjne, Mechanika w Lotnictwie 2012 r.
[2] „Analiza numerycznego materiału brzozy w kontekście katastrofy lotu PLF101 z dnia 10.04.2010” Maciej Lasek, Maciej Con, Materiały Konferencyjne MwL 2014
[3]  „Analiza numerycznego materiału brzozy w kontekście katastrofy lotu PLF101 z dnia 10.04.2010” Maciej Lasek, Maciej Con, strona faktysmolensk.gov.pl
[4] Specific Gravity,Moisture Content, and Density Relationship for Wood - William T. Simpson
[5] Budownictwo Ogólne, Tom1, Arkady, 2010
[6] twitter.com/LasekMaciej
[7] „Konstrukcje drewniane” D. Mischke

Forum jest miejscem wymiany opinii użytkowników, myśli, informacji, komentarzy, nawiązywania kontaktów i rodzenia się inicjatyw. Dlatego eliminowane będą wszelkie wpisy wielokrotne, zawierające wulgarne słowa i wyrażenia, groźby karalne, obrzucanie się obelgami, obrażanie forumowiczów, członków redakcji i innych osób. Bezwzględnie będziemy zwalczali trollowanie, wszczynanie awantur i prowokowanie. Jeśli czyjaś opinia nie została dopuszczona, to znaczy, że zaliczona została do jednej z wymienionych kategorii. Jednocześnie podkreślamy, iż rozumiemy, że nasze środowisko chce mieć miejsce odreagowywania wielu lat poniżania i ciągłej nagonki na nas przez obóz "miłości", ale nie upoważnia to do stosowania wulgarnego języka. Dopuszczalna jest natomiast nawet najostrzejsza krytyka, ale bez wycieczek osobistych.

Komentarze

Obrazek użytkownika Robs

07-01-2015 [10:32] - Robs | Link:

"Brzoza znajdująca się w Smoleńsku nie była „brzozą sezonowaną”, a żywym drzewem o wilgotności mocno przekraczającej 30%"

Mamy tutaj sprzeczność z tym co podawał prof Cieszewski i prof Binienda (za prof Cieszewskim) twierdząc że brzoza była sucha bo nie było widać w niej soków.

Dodatkowy problem jest w symulacji prof Biniendy w którym kikut brzozy odchyla się jakieś 90 stopni od pionu, a następnie powraca do stanu pionowego. Czy brzoza była sucha czy nie, takie odchylenie jest częściej spotykane w filmach anonimowych niż w życiu, a służyć może jedynie temu że dolna powierzchnia skrzydła nie szoruje po kikucie brzozy i w ten sposób unika rozerwaniu.

Czy zwrócił Pan uwagę na te problemy w interpretacji?