Kod przedmiotu 06 68 2019 00
Liczba punktów ECTS 2
Nazwa w języku prowadzenia 
Optymalizacja i projektowanie parametryczne
Nazwa w języku polskim Optymalizacja i projektowanie parametryczne
Nazwa w języku angielskim 
Optimization and parametric design
Język prowadzenia zajęć polski
Formy zajęć
Liczba godzin w semestrze
Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Inne E-learning
Godziny kontaktowe 12 22 11
Kształcenie na odległość Tak Nie Tak Nie Nie Nie Nie
Udział wagowy w ocenie końcowej. 0,50 0,50 0
Jednostka prowadząca Katedra Mechaniki Konstrukcji
Kierownik przedmiotu prof. dr hab. inż. Marcin Kamiński
Realizatorzy przedmiotu prof. dr hab. inż. Marcin Kamiński, 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
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.
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
  4. krytycznie ocenia posiadaną wiedzę i umiejętności, uznaje znaczenie wiedzy oraz opinii międzynarodowych ekspertów w danej dziedzinie
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
Bilans godzin
Forma zajęć Liczba godzin
Wykład 12
Laboratorium 22
Inne 11
Praca własna studenta 10
SUMA : 55
Uwagi 
 Jako godziny inne rozumie się: konsultacje związane z zajęciami, godziny przeznaczone na sprawdzenie osiągnięcia przez studenta założonych efektów uczenia się (testy, egzaminy, kolokwia), ewentualnie zaproszenie gości zewnętrznych, wybitnych specjalistów z branży architektoniczno-budowlanej lub wyjścia na budowę.
Data aktualizacja karty 2024-01-10 11:21:38