Kod przedmiotu 06 68 1913 00
Liczba uzyskiwanych punktów ECTS 2
Nazwa przedmiotu w języku prowadzenia
Optymalizacja i projektowanie parametryczne
Nazwa przedmiotu w języku polskim Optymalizacja i projektowanie parametryczne
Nazwa przedmiotu w języku angielskim
Optimization and parametric design 
Język prowadzenia zajęć polski
Formy zajęć
Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Inne Suma godzin w semestrze
Godziny kontaktowe 15 30 0 45
Czy e-learning Nie Nie Nie Nie Nie Nie
Kryteria oceny (waga) 0,40 0,60 0,00
Jednostka prowadząca Katedra Mechaniki Konstrukcji
Kierownik przedmiotu prof. dr hab. inż. Marcin Kamiński
Realizatorzy przedmiotu prof. dr hab. inż. Marcin Kamiński, dr inż. Ewelina Kubacka, dr hab. inż. Artur Wirowski
Wymagania wstępne
Kandydat ma posiadać wiedzę dotyczącą analizy matematycznej, wytrzymałości, mechaniki budowli, podstaw Metody Elementów Skończonych i informatyki wystarczającą do samodzielnego programowania w zakresie podstaw analizy symbolicznej, a także wizualizacji numerycznej.
Przedmiotowe efekty uczenia się
  1. Student potrafi wyznaczyć i zinterpretować współczynniki wrażliwości konstrukcji w zakresie liniowo-sprężystym na jej parametry materiałowe i geometryczne metodami analitycznymi
  2. Student potrafi wyznaczyć i zinterpretować współczynniki wrażliwości konstrukcji w zakresie liniowo-sprężystym na jej wybrane parametry przy pomocy Metody Elementów Skończonych oraz metody różnic centralnych
  3. Student potrafi wyznaczyć numerycznie wielomianową funkcję odpowiedzi konstrukcji i wykorzystać ją do określenia współczynników wrażliwości pierwszego rzędu
  4. Student potrafi zaprojektować typoszereg konstrukcji przy pomocy oprogramowania do projektowania parametrycznego
  5. Student potrafi podać przykłady i rozwiązać analitycznie proste przykłady zadań optymalizacyjnych z ograniczeniami i bez ograniczeń
  6. Student potrafi omówić podstawowe bezgradientowe i gradientowe metody optymalizacji konstrukcji
  7. Student potrafi przedstawić rozwiązanie wybranego liniowego problemu optymalizacji
  8. Student potrafi zoptymalizować masę wybranej konstrukcji w oparciu o stany graniczne użytkowania i nośności przy zadanych ograniczeniach nałożonych na parametry projektowe
Przypisane kierunkowe efekty uczenia się
  1. wiąże wiedzę z zakresu matematyki, fizyki i chemii ze złożonymi zagadnieniami teoretycznymi i technicznymi w zakresie budownictwa, a następnie identyfikuje, formułuje i rozwiązuje zaawansowane problemy inżynierskie oraz matematyczne
  2. stosuje projekty inżynierskie do tworzenia rozwiązań spełniających określone potrzeby z uwzględnieniem zdrowia publicznego, bezpieczeństwa i dobrostanu, a także czynników globalnych, kulturowych, społecznych, środowiskowych i ekonomicznych, stawia i bada hipotezy dotyczące prostych problemów badawczych
  3. zdobywa i stosuje nową wiedzę w miarę potrzeb, przy użyciu odpowiednich strategii uczenia się, także w zakresie zaawansowanej wiedzy specjalistycznej i naukowej
Treści programowe Cele przedmiotu: [1] przedstawienie roli i znaczenia procesu optymalizacji konstrukcji we współczesnym budownictwie; [2] zaznajomienie studentów z podstawowymi metodami optymalizacji parametrycznej konstrukcji, w której kryteriami są stany graniczne konstrukcji; [3] przedstawienie problematyki wrażliwości konstrukcji, jej wykorzystania do optymalizacji strukturalnej; [4] omówienie i zilustrowanie przykładami podstawowych metod teoretycznych i numerycznych obliczania współczynników wrażliwości konstrukcji; [5] zapoznanie studentów z oprogramowaniem do projektowania parametrycznego do automatycznego tworzenia typoszeregów wybranych konstrukcji budowlanych i inżynierskich; [6] wykonanie projektu wybranej konstrukcji obejmującego projektowanie parametryczne, analizę wrażliwości parametrycznej konstrukcji oraz jej optymalizację.
Metody weryfikacji przedmiotowych efektów uczenia się
Przewiduje się podwójną weryfikację osiągnięcia zamierzonych efektów kształcenia - za pomocą samodzielnego projektu, a także niezależnie, kolokwium wykładowego. Efekty kształcenia nr  1, 5, 6, 7 zostaną zweryfikowane w trakcie kolokwium wykładowego, natomiast efekty kształcenia nr 2, 3, 4, 8 ? w trakcie prac nad projektem oraz w trakcie jego obrony.

 
Formy i warunki zaliczenia przedmiotu Na ocenę końcowa składają się: wynik z kolokwium wykładowego - 40%, prezentacja i obrona projektu - 60%.
Szczegółowe treści przedmiotu WYKŁAD obejmuje następujące zagadnienia: [1] matematyczne podstawy analizy wrażliwości (metody gradientowe i bezgradientowe) i optymalizacji konstrukcji (zadania programowania liniowego, optymalizacja bez i z ograniczeniami); [2] możliwości obliczeniowe pakietu MAPLE oraz systemu ROBOT w zakresie analizy wrażliwości i optymalizacji konstrukcji; [3] metoda najmniejszych kwadratów i problem numerycznego wyznaczania jedno i wieloparametrowych wielomianowych funkcji odpowiedzi konstrukcji; [4] obliczanie współczynników wrażliwości konstrukcji metodami analitycznymi, metodą różnic centralnych oraz metodą półanalityczną; [5] przykłady inżynierskie analizy wrażliwości i optymalizacji masy konstrukcji z wykorzystaniem stanów granicznych nośności i użytkowania; [6] przykłady rozwiązań konstrukcyjnych w zakresie projektowania parametrycznego w systemie Autodesk Dynamo oraz innych programów komputerowych dostępnych na rynku. LABORATORIUM obejmuje następujące zagadnienia wchodzące w skład projektu obliczeniowego: [1] wykonanie projektu typoszeregu wybranej konstrukcji stalowej przy pomocy programu Autodesk Dynamo; [2] wyznaczenie przy pomocy programu ROBOT i środowiska obliczeniowego MAPLE funkcji odpowiedzi konstrukcji na zadany parametr i wykonanie optymalizacji masy tej konstrukcji. INNE FORMY Wykłady są wspomagane poprzez zestaw prezentacji i przykładowych programów napisanych w programie MAPLE, a także stroną internetową kierownika przedmiotu {http://www.kmk.p.lodz.pl/pracownicy/kaminski/index.htm} włącznie z możliwością konsultacji postępu i problemów związanych z projektem w trybie on-line.
Literatura podstawowa
  1. W. Pogorzelski, Optymalizacja układów technicznych w przykładach. WNT, Warszawa, 1978
  2. M.M. Sysło, N. Deo, J.S. Kowalik, Algorytmy optymalizacji dyskrezntej. PWN, Warszawa, 1999
  3. M. Kleiber, Handbook of Computational Solid Mechanics. Springer Verlag, Berlin, 2011
Literatura uzupełniająca
  1. H. Ciurej, Analiza wrażliwości konstrukcji prętowych w liniowej statyce. Wydawnictwo PK, Kraków, 2015
  2. A. Borkowski, Mechanika budowli z elementami ujęcia komputerowego, t. I i II. Arkady, Warszawa, 1984
Przeciętne obciążenie godzinowe studenta pracą własną
6
Uwagi
 
Data aktualizacja karty 2019-10-07 13:35:06
Przedmiot archiwalny tak/nie nie