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 |
- Student potrafi wyznaczyć i zinterpretować współczynniki wrażliwości konstrukcji w zakresie liniowo-sprężystym na jej parametry materiałowe i geometryczne metodami analitycznymi
- 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
- Student potrafi wyznaczyć numerycznie wielomianową funkcję odpowiedzi konstrukcji i wykorzystać ją do określenia współczynników wrażliwości pierwszego rzędu
- Student potrafi zaprojektować typoszereg konstrukcji przy pomocy oprogramowania do projektowania parametrycznego
- Student potrafi podać przykłady i rozwiązać analitycznie proste przykłady zadań optymalizacyjnych z ograniczeniami i bez ograniczeń
- Student potrafi omówić podstawowe bezgradientowe i gradientowe metody optymalizacji konstrukcji
- Student potrafi przedstawić rozwiązanie wybranego liniowego problemu optymalizacji
- 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 |
- 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
- 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
- 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 |
- W. Pogorzelski, Optymalizacja układów technicznych w przykładach. WNT, Warszawa, 1978
- M.M. Sysło, N. Deo, J.S. Kowalik, Algorytmy optymalizacji dyskrezntej. PWN, Warszawa, 1999
- M. Kleiber, Handbook of Computational Solid Mechanics. Springer Verlag, Berlin, 2011
|
Literatura uzupełniająca |
- H. Ciurej, Analiza wrażliwości konstrukcji prętowych w liniowej statyce. Wydawnictwo PK, Kraków, 2015
- 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 |